Nuevo estudio refuta que haya poca materia oscura en la vecindad del Sol en la Vía Láctea

Todos recordaréis la noticia: “¿Serio golpe a las teorías sobre materia oscura?,” Noticias ESO, 18 abril 2012. Un estudio afirmaba que la densidad de materia oscura en un entorno del Sol era de ρ < 0,04 GeV/cm³, unas diez veces menor a lo esperado. Yo ya dije en “Sobre la noticia que afirma que no hay materia oscura en el entorno del Sol” que una de las hipótesis utilizadas en el estudio era discutible. Un nuevo estudio, que no utiliza dicha hipótesis ha vuelto a poner las cosas en su sitio, la densidad de materia oscura en el entorno del Sol es de ρ = 0,3 ± 0,1 GeV/cm³. Más aún, el estudio utiliza una técnica que podrá ser aplicada en los próximos años a conjuntos de datos más amplios reduciendo la cota de error al menos en un factor de 10. La ciencia es así. Un artículo copa todos los medios porque afirma algo inesperado y se descubre más tarde que contiene un error; cuando se corrige el error se confirma el resultado esperado. Pero la nueva técnica ideada por sus autores no cae en saco roto. En ciencia pocas ideas buenas se pierden. La idea permite desarrollar una nueva técnica para medir un parámetro que antes era imposible de medir con un error tan pequeño. La ciencia siempre avanza. El nuevo artículo técnico es Jo Bovy, Scott Tremaine (IAS), “On the local dark matter density,” submitted to ApJ, arXiv:1205.4033, 17 May 2012. Me he enterado gracias a Jester, “Dark Matter is Back!,” Résonaances, 22 May 2012.

El estudio analiza la cinemática de 412 estrellas situadas a una distancia menor de 4 kpc (kilopársecs) del Sol; las mismas utilizadas por C. Moni Bidin et al. en abril, pero sustituye la hipótesis de que la velocidad acimutal media de las estrellas es independiente de su distancia al centro galáctico y de su altura respecto al plano galáctico (la curva casi horizontal marcada como VIS en la figura), por la hipótesis que se deduce de los propios datos analizados, que la velocidad circular de las estrellas es independiente de su radio solo en el plano galáctico (la región inclinada marcada en gris entre MIN y OM, con valor medio esperado SHM). Bovy y Tremaine han observado que la hipótesis de Moni Bidin et al. es errónea porque los propios datos analizados no la cumplen. Con la nueva hipótesis, un análisis de los mismos datos indica que la densidad de materia oscura local es de 0,008 ± 0,002 MSol/pc³ = 0,3 ± 0,1 Gev/cm³^3, en perfecto acuerdo con las estimaciones realizadas por otros medios.

Lo siento por todos los que pensaban que los resultados de C. Moni Bidin et al. era una demostración clara de que la hipótesis de la materia oscura es incorrecta y que había que ir pensando en una alternativa a la gravedad (como MOND o TeVeS) . Todos los que han desarrollado hipótesis alternativas tienen ahora que explicar por qué parece la densidad “aparente” de materia oscura en nuestro entorno es de ρ = 0,3 ± 0,1 GeV/cm³. No lo tendrán fácil. Nada fácil.

Por cierto, quizás te lo preguntes ¿acertó Francis su predicción? Yo no me mojé mucho, porque no soy experto en estas lides. En la lista interna de Amazings dije que “tras una ojeada rápida, yo cogería con pinzas este nuevo resultado.” En mi entrada lo que dije que era lo que no me gustaba eran las hipótesis sobre el teorema virial utilizadas en el artículo: “En una galaxia tan complicada como la Vía Láctea, extraer consecuencias sobre la distribución de la materia oscura en la región local alrededor del Sol utilizando el teorema virial y sus variantes, en mi modesta opinión, no está justificado y puede llevar a resultados erróneos.” La hipótesis que se ha descubierto que es incorrecta es la hipótesis VIII del artículo: “The rotation curve is locally flat in the volume under study.” Esta relacionada con el teorema virial, pero solo de forma indirecta. No puedo decir que yo acertara.

PS: Los interesados en la confrontación entre la hipótesis de la materia oscura y las alternativas a la gravedad disfrutarán con el diálogo a tres (en inglés) de Sean Carroll, “Dark Matter vs. Modified Gravity: A Trialogue,” Cosmic Variance, May 9th, 2012. Nos lo ha recomendado en Twitter ∂³Σx² – Θ³Σx² – ΘΣ ‏@riemannium, autor del blog The Spectrum of Riemannium.

PS (25 mayo 2012): Jon Butterworth, “The matter that’s not not not there. Our local dark matter stages a comeback,” The Guardian, 25 May, 2012: “Peer review is a sort of ‘kite mark’ of quality, but no such kite mark can be perfect. The first paper is rarely the final word, and is often wrong.”

3 Comentarios

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planck

Supongo que en el estudio de Abril las medidas no eran lo suficientemente precisas para darse cuenta de que los datos obtenidos no cumplen una de las hipótesis iniciales del estudio porque hubiera sido bastante deshonesto (por no decir fraudulento) publicar un estudio con esos titulares tan sensacionalistas sabiendo que es incorrecto.
Por otro lado, como afirma Francis, así avanza la Ciencia, su avance (aunque a algunos impacientes como a mi me parezca muchas veces lento) es imparable. Suposiciones iniciales incorrectas son rápidamente refutadas por nuevos estudios, las hipótesis correctas son verificadas y validadas de forma que al final solo las hipótesis correctas permanecen. Pero es importante resaltar que ningún estudio es totalmente improductivo: el camino andado evita que nuevos investigadores repitan de nuevo el trayecto erroneo y muchas veces (como en este caso) estos enfoques erroneos permiten obtener nuevos métodos de análisis o nuevos enfoques que iluminan el camino correcto, muchísimos grandes descubrimientos han sido posibles gracias a que alguien recorrió antes los caminos incorrectos.
Los descubrimientos en física y matemáticas, además de revelarnos como funciona el Universo, nos permiten utilizar este conocimiento en beneficio de la humanidad, quien iba a decir hace unas décadas que el descubrimiento del transistor junto con los avances de Turing y Von Neumann iban a conseguir que cualquier persona del mundo pueda mandar cualquier tipo de información a cualquier otra de forma casi instantánea a través de internet. Probablemente los nuevos descubrimientos siembren las bases de nuevos avances tecnológicos aún más revolucionarios.

GustavoGustavo

Disculpen, pero esta publicacion todavia no se encuentra aceptada, ni siquiera esperaron a que el referee les respondiera. Parece un poco precipitada la “respuesta”, que en sí no parece una buena discusión científica.
Pareciera que fuera una pelea de ideologías más que encontrar pruebas científicas para probarlas.
Sólo una de las hipótesis del primer trabajo podría no estar 100% correcta, pero las hipótesis que ellos ocuparon tampoco están 100% correctas.

Andres GuzmanAndres Guzman

Conozco este caso de cerca, de hecho, conozco personalmente a Cristián Moni y a dos de sus coautores, y créanme que no fue fácil para ellos publicar este paper por su interpretación no convencional. La discusión a mi me parece que está abierta.
Adhiero al comentario escrito mas arriba: hay hipótesis poco testeadas en ambos casos. Como dice el autor: “en ciencia pasan cosas así”, la labor científica y la publicación no está exenta de aspectos muy humanos. El grupo de Moni está ligado mas que nada a la ESO y decidieron publicar en el ApJ (en vez del A&A o MNRAS) para entregar más credibilidad a su interpretación. Ahora, ha salido al paso un “big one” como Scott Tremaine con su respuesta en el arXiv. Entre paréntesis, que él diga en el el abstract “my interpretation, that is, the one that the data supports” es sólo un recurso retórico. Todos los astrónomos observacionales-teóricos se arrogan de alguna u otra manera esta visión de su propio trabajo.
Para mi, lo interesante es esta pregunta: ¿Cuánto de la realidad de la materia oscura depende de las hipótesis y suposiciones teóricas?

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