Otro duro varapalo a la teoría MOND/TeVeS

Dibujo20140508 double pulsar psr j0737-3039 - spiral-shaped orbit and orbital periods - nasa mpi radio astronomy - michael kramer

Illustris, la simulación computacional de la evolución del universo en los últimos 13.000 millones de años, basada en el modelo cosmológico ΛCDM, muestra que la materia oscura fría es necesaria para entender el cosmos. Otro duro varapalo para la teoría alternativa más famosa, MOND/TeVeS. Para los expertos, la teoría MOND/TeVeS lleva descartada desde hace mucho tiempo. Hay demasiadas pruebas en contra, sin embargo, en la blogosfera y en arXiv aún sigue coleando.

La prueba más firme en contra de la teoría MOND/TeVeS y a favor de la teoría general de la relatividad es la dinámica de púlsares binarios. En el caso del sistema PSR J0737-3039 la órbita se reduce en 7,12 mm/año, con un error de 9 μm/año. Ninguna versión/variante de las teorías MOND/TeVeS es capaz de explicar este fenómeno con tal precisión (la teoría de Einstein explica el fenómeno al 99,95%). Pero no es el único caso, PSR J1738+0333, también las descarta. Por ello los expertos consideran que MOND/TeVeS está refutada por las observaciones. “All surviving TeVeS-like theories will have to be unnaturally fine-tuned, including Bekenstein’s TeVeS.”

Nos lo recuerda el genial Ethan Siegel, “The Death of Dark Matter’s #1 Competitor,” Starts with a Bang!, 08 May 2014. El artículo técnico es Paulo C. C. Freire et al., “The relativistic pulsar–white dwarf binary PSR J1738+0333 – II. The most stringent test of scalar–tensor gravity,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 423: 3328-3343, July 2012arXiv:1205.1450 [astro-ph.GA]. Recomiendo leer a Norbert Wex, “Testing Relativistic Gravity with Radio Pulsars,” arXiv:1402.5594 [gr-qc], 25 Feb 2014, y el resumen para público general Thomas Bührke, “How Cosmic Clocks Tick,” Max Planck Research 4: 48-54, 2014 [PDF gratis].



14 Comentarios

    1. Creo que la teoría MOND intenta explicar la rotación anómala de las galaxias sin necesidad de suponer que existe la materia oscura. Para ello supone que que la segunda ley de Newton F=ma no se cumple para aceleraciones muy pequeñas. Aquí lo explica:
      http://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3%A1mica_newtoniana_modificada
      Pero parece ser que MOND no explica la dinámica de los púlsares binarios. Pon MOND en el buscador de ésta misma web y encontrarás otros artículos de Francis sobre el tema.

  1. Hola Francis,
    Permíteme una crítica constructiva desde el más humilde respeto.

    A veces echamos de menos algunas muy cortas explicaciones adicionales, que nos pudiera evitar tener que acudir a otras fuentes en mitad del artículo, por no tener claro si lo vamos a comprender. Por ejemplo, en el caso de Mond/Teves, con un paréntesis tal que dijera (generalización relativista (teves) a partir de una modificación básica en las leyes de newton (MOND)) , nos bastaría a los aficionados en ciencia, que nunca hubiéramos oído hablar de ella, para hacernos una idea y continuar.

    Muchas gracias.

  2. Somos humanos a fin de cuentas.

    La teoría relativista de la gravitación de Logunov es una alternativa a la TGR de Einstein, muy elegante y hoy por hoy perfectamente válida, y ni se conoce ni se prediga. Es cuestión de modas y gustos.

    1. Y no sólo modas y gustos. Es cuestión de competencias entre grupos de investigación: competencia por los recursos de financiación, por los estudiantes de doctorado, por conquistar la percepción del resto de la comunidad científica. La política y la capacidad de un grupo para extender sus ideas provoca estas situaciones.

    2. Pedro, para los que no conozcan la teoría de Logunov les podemos recomendar sus tres libros “The Relativistic Theory of Gravitation”, “Lectures in Relativity and Gravitation: A Modern Look” y “The Theory of Gravity”, los tres están traducidos al español y publicados por la editorial URSS (antigua MIR). El último en inglés está gratis en ArXiv y se lee fácil http://arxiv.org/abs/gr-qc/0210005

      Resumiendo mucho la idea es interpretar las ecuaciones de Einstein como las de un campo tensorial en un espaciotiempo plano (Minkowski), de forma similar al electromagnetismo. Como las coordenadas en el espaciotiempo plano de Minkowski y en la descripción de la métrica son idénticas aparece una inconsistencia de origen matemático (Logunov, como hizo antes Rosen, olvida el problema como si no existiera; pero para cualquier matemático experto en geometría diferencial la teoría es inconsistente y su formulación consistente es la teoría de Einstein).

      Para Logunov, el espaciotiempo plano de Minkowski es real y observable físicamente, es decir, es el “éter” para la gravedad (para un físico relativista es difícil de digerir). No existen las singularidades en el espaciotiempo, luego no existen los agujeros negros como tales; en su lugar hay “objetos de gravedad” con radio finito, que se parecen a los agujeros negros, pero tienen discos de acreción que difieren de los que la gravedad de Einstein predice (se puede hacer un ajuste fino de la teoría de Logunov para que se parezcan un poco a los observados en astrofísica, pero a los físicos no nos gustan los ajustes finos y en su forma más elegante son incompatibles con los experimentos).

      La teoría de Logunov tampoco tiene energía oscura, las ecuaciones de Einstein con constante cosmológica no tienen como solución un espaciotiempo plano de Minkowski (luego Logunov no explica la expansión acelerada del espaciotiempo y su teoría contradice las observaciones cosmológicas). Además hay otros “pequeños” problemas con los resultados experimentales (no entraré en más detalles para no alargarme mucho) cuya única solución son ajustes finos poco elegantes. Por todo ello los físicos consideran las ideas de Logunov (e ideas similares de Rosen, Deser, Weinberg, etc.) como una descripción incorrecta de la realidad observada en los experimentos basada en una interpretación incorrecta de las ecuaciones de Einstein.

      Saludos
      Francis

      1. Gracias, Francis. Tus expertas críticas a Logunov son muy difíciles de encontrar, pues no se le presta atención. Con tu permiso, enlazaré este comentario a un articulillo que hice sobre el tema.

        Un saludo.

  3. En parte tienes razón, la construcción y elecciḉon de teorías científicas (o pseudoteorías) depende de muchos factores a parte de la ciencia misma. Desde la “elegancia” hasta las convicciones religiosas, hay factores que influyen de forma inponderable en nuestras rpeferencias científicas.

    Ahora bien, discrepo profundamente en:
    “El hecho de que la teoría MOND se demuestre insuficiente para explicar la acción de la materia oscura no la inhabilita como modelo, de hecho es una hipótesis ad hoc de la gravedad y la dinámica newtoniana.”

    Por supuesto que la inhabilita como modelo. Como dices, un modelo parte de una hipótesis y consiste en una construcción matemática ajustada para que explique un cierto efecto. Sin embargo, la fiabilidad de un modelo proviene de explicar otras situaciones para las que no fue diseñadas ad hoc, pero que están claramente relacionadas. Para considerar una teoría nueva esta tiene que explicar, al menos, todo lo explicado hasta ahora y más aún. Si adoptar una nueva teoría deja más huecos que los que soluciona, mal asunto es.

    A mí el tema de la materia oscura me recuerda tremendamente al del Éter o al del Calórico, y creo que con el tiempo se encontrará una respuesta más sensata. Sin embargo, la teoría que las desbanque a la materia oscura tiene que explicar el resto de observaciones relacionadas, al menos tan bien como la teoría anterior.

  4. Comentario “offtopic”: no sabia que habia muerto (definitivamente) cienciakanija.com, sabia que kanijo ya no le habia dedicado más tiempo, pero dejar perder el dominio significa que no hay vuelta atras.

    Alguien pudiera recomendarle mudar su material a la red naukas? aunque sea para no perder ese trabajo

      1. La entrada de hoy”Sobre el descubrimiento de la materia oscura en el LHC Run 2″ me ha traído hasta aquí repasando conceptos.
        He leído el comentario de Gerardo y se me ha ocurrido ir al enlace
        http://www.cienciakanija.com/
        que yo había borrado de marcadores hace meses, pues el blog estaba cerrado. Y para mi sorpresa, resulta que ¡vuelve a estar abierto desde el 1 de enero del 2015!
        Pongo el comentario por si le puede ser útil a cualquier otro lector que pase por aquí, saludos.

    1. Pues no sabía que Kanijo lo había dejado definitivamente. Me parece extraño que después de tantos años de enorme labor divulgativa se haya desilusionado hasta el punto de no renovar su dominio web. Por experiencia propia se que actualizar regularmente un blog de ciencia con nuevos artículos de cierta originalidad/calidad es cada vez más difícil debido a la gran variedad de blogs que existen actualmente, sin embargo, cienciakanija fué y (pienso yo) seguía siendo todo un referente en la divulgación científica pese a que parece que Germán no lo actualizaba con tanta frecuencia como antes. Como dice Gerardo sería muy triste que se perdiese todo ese trabajo.
      Esperemos que Kanijo recupere las fuerzas y la motivación para continuar su labor, sus campos favoritos, la astronomía y la cosmología están ahora en un período histórico y tremendamente emocionante: en breve se podrían descubrir planetas tipo Tierra que podrían albergar signos de vida, se publicarán los resultados sobre la polarización del CMB del satélite Planck, se confirmarán o refutarán los resultados de Bicep2, se aclararán detalles sobre la teoría que explica la creación del Universo (la inflación cósmica) e incluso podremos valorar mejor si estos detalles conducen inexorablemente a un Multiverso. Nuevas medidas sobre la violación de la simetría CP quizás nos digan pronto que pasó con la antimateria y los experimentos en curso tendrán que aportarnos nuevos datos sobre la misteriosa materia que forma el 22% de la masa-energía del Universo.
      La ciencia avanza sin descanso y actualmente tiene gran cantidad de frentes abiertos en todos los campos del conocimiento. Desde la “creación” de una red de datos global cualquier persona puede acceder casi instantáneamente a una inmensa cantidad de información de todo tipo, este hecho, sin duda ha producido que el acceso y la transmisión del conocimiento humano se agilice de una forma brutal lo que debe producir un aumento muy importante de la capacidad de avance de la ciencia.
      Esperemos que los gobernantes no la “caguen” metiéndonos en conflictos bélicos globales o que los prejuicios ideológicos no contribuyan a otra recesión económica global que tanta miseria ha generado.

  5. Si es cierto lo que leí por ahí que posiblemente el universo se originó a partir de una fluctuación cuantica que se expandió casi instantaneamente, evitando su colapso, se me ocurre lo siguiente:
    1) Si el espacio-tiempo se originó en el big bang, es decir, no existia “antes”
    2) Si la mecanica cuantica se cumple fuera (es independiente) de ese espacio-tiempo, dado que pudo “hacer lo suyo” antes de existir el mismo

    ¿No sería un error intentar unir las leyes de la relatividad (que se cumplen dentro del espacio-tiempo) con la mecanica cuantica que se cumple “fuera” del mismo?

    ¿es posible asociar la temperatura de un liquido con el movimiento aleatorio de cada atomo?

    Se me ocurre (empiricamente) que lo correcto es derivar la relatividad, el espacio-tiempo y la gravedad, de la mecanica cuantica. No tengo ni idea de si esto es posible, pero me parece que la ley “primaria” es la mecanica cuantica, y la relatividad es un fenomeno emergente de la mecanica cuantica.

    ¿Se puede derivar unas ecuaciones continuas (relatividad) de otras probabilisticas (cuantica)?

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 8 mayo, 2014
Categoría(s): ✓ Astronomía • Física • Noticias • Relatividad • Science
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