Los problemas de la cosmología de masa negativa que la refutan

El astrofísico Jamie S. Farnes propuso que partículas de masa negativa podían explicar la materia oscura y la energía oscura. Apoyaba su hipótesis en simulaciones astrofísicas y cosmológicas. El astrofísico solar Héctor Socas-Navarro ha descubierto un error en su software de simulación. Con un código propio ha repetido dichas simulaciones astrofísicas y cosmológicas; sus resultados refutan la hipótesis de Farnes. Los halos galácticos simulados no tienen ni la forma ni la densidad observada en nuestro universo, además de ser inestables; el efecto runaway provoca que las galaxias se muevan en direcciones aleatorias a velocidades ultrarrelativistas. El universo predicho por la cosmología de Farnes no se parece en nada a nuestro universo observable. El error en su software le engañó a él y a los revisores por pares de su artículo (que no revisaron dicho código).

La idea creacionista de Farnes no tenía ni pies ni cabeza; no había otro calificativo para la creación continua de partículas con masa negativa necesaria para explicar la energía oscura. Por ello me hice eco de su teoría el 28 de diciembre de 2018, día de inocentadas en España, con un rotundo «si tú existes, no se crea materia con masa negativa en el universo». Pero los resultados de las simulaciones de Farnes a escala galáctica parecían convincentes. Ahora que sabemos gracias a Héctor, alma mater del podcast Coffee Break: Señal y Ruido, que el código de Farnes contenía un error sutil; como resultado en su código la gravitación decae con la inversa de la distancia, en lugar de con la inversa del cuadrado de la distancia. Héctor ha descubierto el error al comparar los resultados de su propio código con los del código de Farnes, con objeto de validar sus simulaciones; la diferencia le obligó a bucear en dicho código y gracias a ello desveló el error. Ahora queda todo aclarado.

Si te interesa este tema, que no da más de sí, te recomiendo consultar el artículo de Hector Socas-Navarro, “Can a negative-mass cosmology explain dark matter and dark energy?” arXiv:1902.08287 [astro-ph.CO]. En este blog puedes leer “La amenaza fantasma cuando el imperio (de la materia con masa negativa) contraataca”, LCMF, 28 Dic 2018. También te recomiendo el podcast “Ep193: Cosmologías de Masa Negativa; ADN Mitocondrial; Universo Antes del Big Bang; Descifrando Primer Templo Humanidad,” CB: S&R, 14 Dic 2018.

[PS 26 Feb 2019] Recomiendo leer a Peter Coles @telescoper, “The Negative Mass Bug,” In the dark, 25 Feb 2019: “This episode does therefore illustrate the potentially damaging effect on public trust that the excessive thirst for publicity can have. So how do we balance open science against the likelihood that wrong results will be taken up by the media before the errors are found? I wish I knew!” [/PS]

La figura que abre esta entrada muestra una simulación astrofísica de una galaxia. A la izquierda, la condición inicial con partículas de masa positiva (amarillo) y negativa (morada), similar a las presentados por Farnes en su artículo. A la derecha, se muestra el resultado final de la simulación, muy diferente de la presentada en el artículo de Farnes. El halo galáctico no es esférico y el centro de masas de la galaxia se ha movido en lugar de permanecer en reposo. La figura justo aquí encima muestra su posición y velocidad para varias simulaciones. La galaxia se mueve con una aceleración constante, lo que incrementará su velocidad hasta valores ultrarrelativistas, próximos a la velocidad de la luz en el vacío. Este resultado contradice todas las observaciones galácticas. El artículo de Socas-Navarro también incluye un modelo teórico sencillo del halo galáctico que ajusta muy bien las simulaciones numéricas. Dicho modelo muestra halos galácticos con un perfil de densidad estratificada exponencial, que difiere del modelo estándar de Navarro–Frenk–White; el modelo NFW ajustaba bien las simulaciones originales de Farnes, debido al error en su código.

Las simulaciones cosmológicas de la formación de grandes estructuras en el modelo de Farnes con el código de Socas-Navarro también difieren de las observaciones actuales. Esta figura muestra una simulación con partículas de masa positiva (curva azul) y una simulación con un 84% de partículas de masa negativa (curva naranja); se simulan 50 000 partículas en un volumen de 307 Mpc de lado (mil millones de años luz) con un paso de tiempo de diez millones de años. Las inhomogeneidades y anisotropías observadas en nuestro universo son suavizadas y eliminadas por las partículas de masa negativa; de hecho, un truco para inicializar simulaciones cosmológicas con un universo homogéneo e isótropo es usar partículas de masa negativa. La cosmología de Farnes produce un universo tan diferente de nuestro universo, que podemos considerar que su alocada hipótesis ha sido refutada.

¿Tendrá el mismo eco mediático el nuevo artículo de Socas-Navarro que el que tuvo el de Farnes? Quién sabe. Pero todos debemos aplaudir la labor de Héctor, poniendo las cosas en su sitio. Gracias, Héctor.



Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 25 febrero, 2019
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