Podcast CB S&R 200: Noticias científicas para estar al día

He participado en el episodio 200 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVooxiTunes], titulado “¿Supercolisionadores Apocalípticos?; Ignorantes Enfadados; Fraude Científico; ¿Energía Oscura Dinámica?”, 31 Ene 2019. “Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso. CB:SyR es una colaboración entre el Área de Investigación y la Unidad de Comunicación y Cultura Científica (UC3) del Instituto de Astrofísica de Canarias”.

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En la foto Héctor Socas Navarro  (@pcoffeebreak), abajo, y Francis Villatoro @emulenews (por videoconferencia), Sara Robisco Cavite @SaraRC83 (por videoconferencia) y Carlos González @carlosgnfd (por videoconferencia), arriba.

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Héctor nos comenta que la intro del programa de h0y tiene una versión de su sintonía interpretada por el grupo Los Estanques (canal de youtube). Hablamos de un artículo de prensa en el ABC de José Manuel Nieves, «Las tres formas en que un acelerador de partículas podría destruir la Tierra», Ciencia, ABC, 29 Ene 2019. El artículo se basa en la sección 2.5 que finaliza el segundo capítulo del libro del famoso astrónomo Martin Rees, «On the Future: Prospects for Humanity,» Princeton Univ. Press, 2018.

Rees menciona tres maneras en las que los colisionadores de partículas podrían destruir el planeta Tierra: (1) la formación de microagujeros negros vía dimensiones extra del espacio que crezcan en tamaño y se traguen nuestro planeta; (2) la formación de stranglets de materia extraña que es más estable que la bariónica (ordinaria), luego induciría un cambio de fase en toda la materia del planeta que se estabilizaría en materia extraña ultracompacta; y (3) la inducción de una transición en el vacío del campo de Higgs que genera una burbuja de falso vacío que provoque el desgarro del espaciotiempo.

Rees comenta en su libro que según las leyes actuales de la física el riesgo de estos fenómenos es cero. Pero deja caer que hay físicos que especulan con lo contrario. Tranquilo, el riesgo es cero y punto. 

Pasamos a discutir la retirada (retracción) de nueve (8+1) artículos del famoso bioquímico español Carlos López Otín (Universidad de Oviedo). La noticia ha llegado a todos los medios, como Manuel Ansede, «Retiradas ocho investigaciones de uno de los científicos más prestigiosos de España», Materia, El País, 28 Ene 2019. El listado de los ocho artículos retractados en JBC (Journal of Biological Chemistry) está en Ivan Oransky, «Biochemist in Spain retracts eight papers at once,» Retraction Watch, 28 Jan 2019; la razón es la manipulación con Photoshop de imágenes en las figuras del artículo (donde se copian resultados de artículos anteriores); esta manipulación se considera fraude científico.

El noveno artículo retirado está en Nature Cell Biology, como nos cuenta Leonid Schneider, «Spanish elites rally in support of data manipulation,» For Better Science, 30 Jan 2019. Por cierto, Scheneider comenta que los medios en España están defendiendo a López Otín más de la cuenta, como si la manipulación de las imágenes en las figuras de los artículos no fuera relevante para sus conclusiones, que son ciertas a pesar de la manipulación. En este sentido yo estoy de acuerdo con él, si hay manipulación de los casos de control, los resultados no son confiables. Si las hipótesis han sido repetidos de forma independiente, el mérito de la hipótesis no puede ser para el falsificador de imágenes sino para los que repiten el análisis con rigor.

Sara nos comenta la posible correlación entre la ignorancia y la oposición a los transgénicos (GMO) y nos lo resume en un «cuanto menos sé, más me cabreo». Encuestas de opinión en Alemania, EEUU y Francia indican que quien tiene una opinión más extrema al respecto de los transgénicos suele ser quien menos sabe del tema, pero quien cree que es el que más sabe. Sobre el cambio climático hay cierta tendencia en este sentido, pero no es estadísticamente significativa. Parece que es más fácil creer que uno sabe mucho de transgénicos (aunque no sepa que los tomates tienen genes) que de cambio climático debido a los efectos antropogénicos. 

El artículo es Philip M. Fernbach, Nicholas Light, …, Paul Rozin, «Extreme opponents of genetically modified foods know the least but think they know the most,» Nature Human Behaviour (14 Jan 2019), doi: 10.1038/s41562-018-0520-3.

Héctor nos comenta un artículo sobre un nuevo método de estimación de la energía oscura (aceleración de la expansión cósmica) basado en cuásares. Los autores sugieren la observación de una posible desviación respecto a las predicciones del modelo cosmológico de consenso. Sin embargo, aún siendo una metodología interesante, las conclusiones me parecen sesgadas por el método ad hoc de selección de cuásares.

Como comenta Carlos sobre la primera figura del artículo, parece que hay un cierto sesgo a la hora de seleccionar entre los ~7300 cuásares estudiados cuáles superan los controles de calidad exigidos (~1600). En mi opinión, dicho sesgo penaliza los resultados y no creo que alcancen cuatro sigmas, como afirman los autores, si se realizara un análisis estadístico ciego a dichos sesgos. Que a bajo z, donde hay muchos datos, se ajusten bien los datos de supernovas Ia, no significa que a alta z, donde hay pocos datos, los resultados sean igual de fiables.

Habrá que estar al tanto de los estudios posteriores que usen la misma metodología basada en cuásares. El artículo es G. Risaliti, E. Lusso, «Cosmological constraints from the Hubble diagram of quasars at high redshifts,» Nature Astronomy (28 Jan 2019), doi: 10.1038/s41550-018-0657-zarXiv:1811.02590 [astro-ph.CO].

Contestamos un par de preguntas de oyentes sobre ondas gravitacionales y damos por finalizado el episodio. ¡Qué lo disfrutes!



8 Comentarios

  1. Francis, en primer lugar perdona si por mi ignorancia en Relatividad General, (mi nivel es “divulgación”), tengo asunciones incorrectas y molesto preguntando tonterías.
    Siempre he creído entender de lo que he leído sobre el tema, que si la Constante Cosmológica Λ (Lambda) es realmente constante en el tiempo y en el espacio, entonces ello permite la forma más general posible de la Acción de Einstein-Hilbert con las propiedades de:
    * Mantener el Principio de Equivalencia.
    * Mantener el Principio de Covariancia.
    * Que las ecuaciones diferenciales sean como máximo de 2º orden.
    * Sin introducir extra grados de libertad. (Esto no sé lo que significa)
    ¿Entiendo bien que si finalmente Lambda no es constante hay que renunciar obligatoriamente a una o más de estas 4 propiedades fundamentales e inventar una nueva expresión para la Acción, que al extremalizarla conduciría a una ecuación de campo muy diferente a la actual?
    Es que eso me parece bastante duro.
    Gracias Francis por tu actividad de divulgación científica, saludos cordiales.

    1. Albert, la clave es «sin introducir grados de libertad extras». Significa que si la energía oscura no es una constante, entonces es una sustancia que cambia; toda substancia fundamental se describe por un campo; dicho campo es algo extra (o nuevo) que hay que añadir a la relatividad general, es decir, un «grado de libertad extra» en la teoría. Por ejemplo, un campo escalar tipo quintaesencia o campo «fantasmas», pero hay muchas otras opciones propuestas en el último siglo.

      1. Gracias. Entiendo que a lo que apunta este resultado observacional no es a «quintaesencia», en la que w estaría comprendida entre -1/3 y -1 sino a «energía fantasma» en la que w es menor que -1.
        Tengo el libro «Cosmología Física» de Jordi Cepa, que seguramente conoces. Sobre este tema, en el capítulo 2.5.2, el autor dice textualmente:
        «… Energía fantasma con w menor que -1. No parece existir un lagrangiano estable que la represente, y además viola la causalidad. Por estos motivos se duda de su existencia y no parece que deba ser considerada en la actualidad como candidato a energía oscura …»
        Pero no argumenta el porqué de estas afirmaciones.
        ¿Sabes a qué se refiere?
        Gracias y saludos.

        1. Albert:

          Sobre tu segundo comentario.

          Es muy discutible decir que los resultados apuntan a «no quintenssence» faltan muchas décadas (tal vez mas de un siglo) para descartar modelos específicos de energía oscura. El problema con quintessence es que a nivel téorico es una solución «no mínima», para resolver el problema de la pequeñez de la constante cosmológica hay que recurrir a un doble ajuste fino, uno para el potencial del campo escalar de quintessence y otro para el gradiente del potencial (de básicamente el mismo orden). El problema observacional es que predice pequeñas variaciones para las constantes fundamentales (como la constante de estructura fina) y no hay evidencia alguna de dichas variaciones en ninguna era cosmológica.

          Pero siempre puedes usar como hipótesis de trabajo que ω=-1, el doble ajuste fino y que las variaciones en las constantes fundamentales son menores a lo explorado (10^-6 en el caso de la constante de estructura fina) y estás salvado … hasta que los experimentos digan lo contrario 😉

          Lo interesante es usar dichas hipótesis para predecir nueva física de eso se trata la ciencia.

          Dejadme ofrecerte un argumento completamente elemental de porque ω<-1 son "malas noticias".

          Considera la solución de la ecuación de fluido como: ε(a) = α a^{-3(1+ω)},

          donde a=factor de escala, ε= densidad de energía de la componente con ω-1 (como en el caso de materia bariónica y relativista) puedes deducir inmediatamente que -3(1+ω)<0, eso es bueno porque entonces la ecuación de fluido se interpreta como que a medida que el factor de escala aumenta la densidad de energía decrece y todo irá bien.

          El problema es si supones que ω0 y dicho resultado (combinado con la ecuación de fluido) implica que a medida que el universo aumenta de tamaño, la densidad de energía aumenta exponencialmente, ello requiere creación continua y sin fuentes de la misteriosa componente con ω<-1, claramente deberías tener problemas con algo así

          ¡Saludos!

          1. Dejadme ofrecerte un argumento completamente elemental de porque ω-1 (como en el caso de la materia bariónica y ultra-relativista) y α una constante (la densidad de energía de la componente con ω>-1 en el tiempo presente).

            Si ω>-1, puedes deducir inmediatamente que -3(1+ω)<0, eso es bueno porque entonces la ecuación de fluido se interpreta como que a medida que el factor de escala aumenta la densidad de energía decrece y todo irá bien.

            El problema es si supones que ω0 y entonces a medida que el universo aumenta de tamaño, la densidad de energía aumenta exponencialmente, ello requiere creación continua y sin fuentes de la misteriosa componente con ω<-1, claramente deberías tener problemas con algo así.

            ¡Saludos!

    2. Albert:

      No estás preguntando «tonterías», al contrario, son muy buenas preguntas y aunque la respuesta de Francis es correcta y clara me permito hacer algunos comentarios:

      1.- Debes tener cuidado con la expresión «violaciones al principio de equivalencia» en relación a la energía oscura, la mayoría de modelos con constante cosmólogica producen «violaciones» que son solo aparentes; violar genuinamente el principio el principio de equivalencia es sumamente grave y altamente «no ortodoxo», es una cuestión de consistencia básica (y principios) de la relatividad el hecho de que la gravedad no «distingue» el contenido material al que se acopla, simplemente el tensor de energía momento es su fuente y punto.

      Algo extremadamente interesante es que también es posible derivar de primeros principios en teoría cuántica de campos el hecho de que «todas las partículas se acoplan de igual manera al gravitón» https://en.wikipedia.org/wiki/Weinberg%E2%80%93Witten_theorem De manera que una violar el principio de equivalencia es un atentado contra la totalidad de la física conocida y cae en la categoría de «extremadamente implausible» y presumiblemente «no científico».

      Os recomiendo enormemente el esbozo de la prueba del teorema de Weinberg-Witten de wikipedia, el argumento es extremadamente bueno y muy físico.

      2.- Es perfectamente posible incluir una constante cosmológica variable a nivel de la lagrangiana de Einstein-Hilbert (por ejemplo via energía fantasma,Quintessence, K-esencia etc.) sin necesidad de requerir que las ecuaciones de campo de Einstein tengan más de dos derivadas en la métrica y de hecho es lo que habitualmente se hace.

  2. Muchas gracias Ramiro por tu amabilidad y por tu tiempo, detallo lo que me sugieren tus interesantes comentarios:

    Ramiro: Es muy discutible decir que los resultados apuntan a “no quintessence” faltan muchas décadas…

    De acuerdo, yo me estaba refiriendo sólo al resultado de este estudio concreto, el que origina el post de Francis: “Cosmological constraints from the Hubble diagram of quasars at high redshifts,” para mí este estudio apunta a Energía Fantasma, no a Quintaesencia.

    Ramiro: Déjame ofrecerte un argumento completamente elemental de porqué ω menor que -1 son «malas noticias» … implica que a medida que el universo aumenta de tamaño, la densidad de energía aumenta exponencialmente,…

    Sí, ello lleva al big-rip, una asíntota vertical de la función factor de escala vs tiempo, (factor de escala tiende a infinito en un tiempo finito, malas noticias)

    Ramiro: … la densidad de energía aumenta exponencialmente, ello requiere creación continua…

    No veo la diferencia cualitativa entre ω menor que -1 y ω exactamente igual a -1, (constante cosmológica), desde el punto de vista cualitativo de la creación contínua. En un universo con constante cosmológica la densidad de energía también aumenta y entonces ello también requiere “creación contínua” Cierto es que hay diferencia cuantitativa, en el caso de Constante Cosmológica la densidad de energía aumenta con el factor de escala elevado a la potencia 1
    ρ(a)=ρ · a
    mientras que con Energía Fantasma el exponente del factor de escala es mayor que 1.

    Ramiro: sin fuentes de la misteriosa componente con ω menor que -1, claramente deberías tener problemas con algo así

    Si es por lo de “creación contínua”, el problema lo tenemos ya con Constante Cosmológica, la Energía Fantasma solo aumentaría la cantidad que debería ser creada.

    Ramiro: es perfectamente posible incluir una constante cosmológica variable a nivel de la lagrangiana de Einstein-Hilbert, por ejemplo vía Energía Fantasma, Quintessence,…

    Bueno, esto que tú afirmas ha sido el origen de mi consulta, según tú es factible la langrangiana tanto con Quintaesencia, como con Energía Fantasma. En cambio, Jordi Cepa en su libro Cosmología Física dice SÍ es posible con Quintaesencia, pero NO con Energía Fantasma, en concreto dice, literal:

    Jordi Cepa: “Existe un tipo de energía llamada Energía Fantasma con w menor que -1. No parece existir un lagrangiano estable que la represente, y además viola la causalidad. Por estos motivos se duda de su existencia y no parece que deba ser considerada en la actualidad como candidato a energía oscura”

    Este era el principal motivo de mi anterior comentario, ¿existe o no existe un lagrangiano estable para la energía fantasma? ¿Viola la causalidad la energía fantasma o no la viola? Que viole la causalidad me parecería aún más grave que violar Equivalencia o Covariancia,…

    Gracias y saludos.

    1. Corrijo este párrafo de mi comentario anterior:

      No veo la diferencia cualitativa entre ω menor que -1 y ω exactamente igual a -1, (constante cosmológica) desde el punto de vista cualitativo de la creación contínua. En un universo con constante cosmológica la cantidad de energía también aumenta con el tiempo y entonces ello también requiere “creación contínua” Cierto es que hay diferencia cuantitativa, en el caso de Constante Cosmológica la densidad de energía es constante y lo que aumenta es la energía al aumentar el factor de escala. Con constante cosmológica
      ρ(a)=ρ · a^0
      ε(a)=K ρ a^3
      mientras que con Energía Fantasma el exponente “b” del factor de escala es mayor que 0.
      ρ(a)=ρ · a^b
      ε(a)=K ρ a^(3b)
      Pero ambos casos, Constante Cosmológica o Energía Fantasma requieren de creación contínua de energía.
      Saludos.

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 1 febrero, 2019
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