Sobre la posible anistropía de la expansión cósmica que explicaría la energía oscura

Por Francisco R. Villatoro, el 30 noviembre, 2019. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science ✎ 28

Afirmaciones extraordinarias, requieren pruebas extraordinarias. Se ha publicado un artículo en Astronomy & Astrophysics, tras quince meses de revisión por pares, que afirma que la energía oscura no existe; la aceleración de la expansión cósmica observada con supernovas Ia sería resultado de una anisotropía local en la expansión cósmica (el llamado bulk flow). Su autor principal, Subir Sarkar (ahora en la Univ. Oxford, Reino Unido) vuelve a la carga con la idea que ya publicó en 2016 (LCMF, 24 oct 2016). Su idea tiene ahora los mismos problemas que tenía entonces. La energía oscura ha sido observada de muchas formas, por eso obtuvo el Nobel de Física en 2011, siendo descubierta en 1998; el trabajo de Sarkar y sus colegas ignora todas estas observaciones. Su sesgo de confirmación les ciega y solo les permite ver los datos de supernovas Ia. Así, ningún cosmólogo se toma en serio su trabajo.

Por supuesto, algunos lectores de este blog opinarán que si se ha publicado en una revista con revisión por pares es porque hay dudas sobre si Sarkar y sus colegas tienen razón. Lo siento, pero no hay ninguna duda. Si su trabajo explicara todo lo que sabemos sobre la energía oscura, habría dudas y yo sería el primero en reconocerlo. Pero su trabajo se limita a ajustar 740 supernovas Ia del catálogo JLA, ignorando todas las demás observaciones, como si no existieran. Pero si no existieran, la energía oscura no hubiera obtenido un Premio Nobel de Física y no formaría parte del modelo cosmológico de consenso.

El artículo es Jacques Colin, …, Mohamed Rameez, Subir Sarkar, «Evidence for anisotropy of cosmic acceleration,»  Astronomy & Astrophysics 631: L13 (20 Nov 2019), doi: https://doi.org/10.1051/0004-6361/201936373arXiv:1808.04597 [astro-ph.CO] (14 Aug 2018); en anterior artículo es J. T. Nielsen, A. Guffanti, S. Sarkar, «Marginal evidence for cosmic acceleration from Type Ia supernovae,» Scientific Reports 6: 35596 (21 Oct 2016), doi: https://doi.org/10.1038/srep35596arXiv:1506.01354 [astro-ph.CO] (03 Jun 2015). El motivo de escribir esta pieza es que tanto por Twitter como en el Club de Fans de Coffee Break en Facebook me han preguntado por la nota de prensa de la Universidad de Oxford sobre este artículo, «Evidence for anisotropy of cosmic acceleration,» Phys.org, 27 Nov 2019. A quien quiera leer la respuesta de uno de los autores a las críticas, le recomiendo Mohamed Rameez, «Guest Post: On the Real Inhomogeneous Universe and the Weirdness of ‘Dark Energy’,» 4 gravitons, 15 Nov 2019.

El Sol se mueve, la Vía Láctea se mueve, nuestro Grupo Local se mueve, y nuestro supercúmulo Laniakea se mueve respecto al fondo cósmico de microondas. Se observa este movimiento en el fondo cósmico de microondas como un dipolo que ha de ser eliminado para analizar sus anisotropías. Se llama flujo cósmico (bulk flow) a interpretar que este dipolo es la suma de dos componentes, una de ellas explicando la aparente aceleración cósmica observada con supernovas Ia de desplazamiento al rojo inferior a z = 0.1. Según el análisis de la Colaboración Planck el dipolo solo tiene una componente. Según Sarkar y sus colegas, la segunda componente existe y se puede usar para «corregir» las observaciones de las supernovas Ia; así se desvela que la energía oscura es ficticia. ¿Cómo se puede determinar dicha segunda componente? Muy sencillo, su valor tiene que ser el necesario para corregir las observaciones de supernovas Ia y eliminar la aceleración de la expansión cósmica. ¿No es esto un argumento circular?

En resumen, si quiero eliminar la evidencia de la energía oscura usando supernovas Ia puedo hacerlo introduciendo un flujo cósmico, una anisotropía local en la expansión cósmica. Pero entonces, cómo explico todas las demás evidencias de la existencia de la energía oscura. Muy fácil, me olvido de que existen (ya se sabe que si se barre el polvo y se esconde bajo la alfombra deja de existir). ¿Hay un debate serio en el campo de la cosmología sobre las ideas de Sarkar? No, no lo hay. ¿Hay una conspiración orquestada por todos los cosmólogos en contra de las ideas de Sarkar? No, no la hay. ¿Debe un lector escéptico creerse esta pieza? No, nunca me creas; léete los artículos que cito y construye tu propia opinión. ¿Y si el lector no tiene conocimientos suficientes para entenderlos? Lo siento, entonces solo debes olvidar las ideas de Sarkar y aceptar el modelo cosmológico ΛCDM.



28 Comentarios

  1. Parece que ultimamente se publican artículos ciertamente polémicos más en busca de cierto protagonismo en sus círculos que aportar algo diferente y sustancial a la física.
    Me sorprendió también el ultimo libro de Roger Penrose, no se si la edad tambien afecta a la serenidad que requiere la ciencia.

    1. Dr Floyd:

      Sus observaciones son muy sabias. Hay que tener mucho cuidado con lo que se lee hoy en día, hay muchos artículos que introducen discusiones estériles y que tienden a robar los titulares con mucha frecuencia; las ideas de gravedad entrópica, MOND y las ideas de esta entrada son un ejemplos. Lo mejor de este blog es que es uno de los lugares más seguros de todo el internet donde la actualidad se cuenta de forma objetiva y sin pretender ser escandaloso o agradar a nadie.

      Sobre la edad. Este asunto es políticamente incorrecto pero hay mucho de cierto en lo que se afirma. El caso particular de Penrose es penoso, un hombre que fue realmente grande y creativo. Me alegra que usted caiga en la cuenta de que no vale la pena leer sus últimos libros ni artículos.

      Un saludo

  2. Hola Francis,
    hago información cuántica desde hace muchos años y desde hace tiempo vengo preguntando a físicos de diferentes ramas su opinión sobre la energía oscura. Te sorprendería saber la cantidad de gente (fuera de f.teórica y astrofísica, claro) que ve este concepto como al flogisto: lo peculiar que es que la teoría de Einstein ya permite un término de primer orden (ct. cosmológica) sin relación alguna con campos escalares ni energía de vacío, etc, lo peculiar de que la energía de vacío es trillones de órdenes de magnitud mayor (yo siempre la he visto como un concepto ficticio, un mero número sin significado), que haya mil teorías escalares o más complicadas pero todo sea inmedible en laboratorio…. En fin, paro de contar.
    Está claro que hay muchísimas medidas de la expansión del universo, y muy elaboradas, pero afirmar que «la energía oscura existe», visto desde fuera, me parece equivalente a afirmar que el éter existe como demuestra la propagación de la luz.

    1. Fernando, la frase «la energía oscura existe» significa «la expansión del universo se está acelerando por la existencia de una densidad de energía de presión negativa que se suma a la densidad de materia hasta alcanzar la densidad crítica para que el universo sea plano», lo que es un hecho observacional. Hables con quien hables, es un hecho.

      La frase «la energía oscura existe» no significa que «la energía del vacío de los campos cuánticos en el espaciotiempo es la causa de la expansión acelerada…», ni tampoco significa que «haya campos escalares aún por descubrir que explican la expansión acelerada…»

      Puedes opinar lo que quieras y los cosmólogos con los que has consultado pueden opinar lo que quieran, pero los hechos son los hechos.

      Saludos
      Francis

      1. Dicho así tienes razón. Hay un hecho observacional innegable, excepto un poco por lo del universo plano que se puede poner a prueba aunque por ahora eso es un hecho (de hecho me gusta porque eso hace falsable la teoría) o una metida de pata hasta el fondo en todas nuestras observaciones(lo que no parece ser el caso por ahora). Ahora ¿que coñazos es la energía oscura(o la materia oscura para más inri)? Bueno ese es otro problema………

      2. Como imaginarás, no estoy negando el hecho observacional que se ha medido. Solo digo que, al darle un nombre a una observación, es fácil caer insconcientemente en asociarle una explicación en base a fenómenos conocidos, cuando en realidad detrás de la energía oscura podría ocultarse una fenomenología de gravedad cuántica más loca (aún) de lo que podemos imaginar ahora mismo. En la época del éter a la gente le resultaba dificilísimo pensar en la propagación de la luz sin un soporte material, y simplemente por llamarlo «la propagación de ondas electromagnéticas» ya incitaba a crear teorías basadas en la propagación como se concebía hasta entonces, por un medio.
        Es el mismo caso, tal cual. «Energía oscura» no tiene ni por qué ser un tipo de energía (esto asume las ecuaciones de siempre de relatividad general, no?). Quizá el espaciotiempo tiene microconexiones no locales, pequeñas desviaciones con respecto a un espaciotiempo plano y esto da como resultado esa compensación (energía).

        Espero haberme explicado un poco mejor.
        Saludos

        1. Fernando, los nombres son nombres, nada más. El nombre «energía oscura» fue acuñado por Michael Turner, cosmólogo teórico de la Universidad de Chicago, para referirse a la «causa de la expansión acelerada»; quizás no te guste el nombre, pero solo es eso, un nombre. Observada por primera vez mediante supernovas Ia, confirmada por el análisis del fondo cósmico de microondas, las oscilaciones acústicas bariónias, la distribución de galaxias a gran escala, las lentes gravitacionales débiles, entre otras evidencias, no se puede dudar de su existencia. Te guste o no te guste el nombre.

          Por otro lado, la energía oscura es una «energía de presión negativa»; así que, no sabemos su origen microscópico, pero se comporta como una «energía» así que es un «tipo de energía» . Podría ser un nuevo campo cuántico, resultado de algún fenómeno físico asociado a los campos cuánticos conocidos, o un nuevo campo clásico asociado a la gravitación. Pero, recuerda, toda la física fundamental es cuántica (lo que observamos como clásico, como las modificaciones de la gravitación, creemos que solo es el límite clásico de un campo cuántico subyacente); luego, sea lo que sea, será un campo cuántico o consecuencia de campos cuánticos.

  3. Creo recordar una historia de Feyman (no sé si la cuento de forma exacta). Siendo ya famoso, muchos físicos consultaban su opinión sobre la teoría en la que estaban trabajando, confiando en que su opinión fuera sincera. La prueba más dura era ‘qué datos has ignorado/desestimado’. Muchos salían del despacho llorando. No parece que Sarkar hubiera superado el test.

  4. Hola,miguel, después de leer un poco de Richard Feynman,impresionante mente lúcida,
    me hubiera gustado invitarle a una copa de vino.

    ««¿Qué ocurre si una fuerza actúa sobre un cuerpo durante un tiempo ilimitado?
    En mecánica newtoniana el cuerpo iría adquiriendo velocidad hasta alcanzar la
    velocidad de la luz. En relatividad esto es imposible».»

    Cierto, es en un tiempo extremadamente limitado.

    Un saludo y gracias.

  5. Querido Francis:

    Si de verdad consideras que el resultado es erróneo o es un ejemplo de mala ciencia (por ignorar resultados inconvenientes), ¿por qué no sales de la seguridad de tu blog y te enfrentas a revisión por pares?

    La comunidad científica ha creado los canales adecuados para expresar críticas a otros trabajos publicados: escribe una letter al Astronomy & Astrophysics exponiendo y documentando los argumentos tu crítica y que otros científicos expertos en la materia lo revisen.

    Por favor, no dudes en compartir con nosotros el proceso completo.

    Un cordial saludo.

      1. Estimado Francis,

        Tu respuesta me deja un poco frío.

        – ¿Sólo publicas por las citas?

        – Si tan insignificante es el artículo, ¿por qué hablas de él? Como comentas en el texto, ha interesado a ciertos miembros de la comunidad. ¿No se merecen (aunque se trate de unos pocos) una respuesta científica revisada por pares?

        Un cordial saludo

          1. Ok, lamento si te has ofendido, no era la idea. Una pena, no calculé que tendrías una piel tan fina.

            Si me permites darte un consejo, publica sin preocuparte de las citas: si tu trabajo es bueno, antes o después la gente hablará de ello. Viendo tu perfil en Google Scholar, veo que no andas sobrado de papers, ni de citas.

            Te puedo decir que yo mismo publicaba unos 4 papers al año (la mayoría escritos activamente por mi, otros como colaborador) sin importar si era hot topic o algo marginal. El único criterio fue si me parecía que aportaba algo a la discusión científica.

            Algunos papers no me los cita nadie, y otros suben como la espuma. Algunos papers los tengo en top journals (PRL, Nature Communications) y otros en más modestos (EPJB, Physica A).

            Jamás encontré correlación entre el número de citas vs. el journal, o el número de páginas, o el esfuerzo del trabajo, o la relevancia subjetiva del resultado (cuán importante pesé que era al escribirlo), o el topic. Algunos de mis papers más citados me lo esperaba, otros no. Preocuparse por las citas es una grandísima pérdida de tiempo, pues es imposible saber cómo la comunidad va a recibir tu trabajo.

            Escribir una crítica documentada, argumentada, y sometida a la revisión por pares es un gran ejercicio científico. Independientemente de si alguien lo citará o no. Sobretodo si es para criticar un resultado que te resulta tan ofensivo como para hablar de él en ese tono. Yo lo he hecho, y sienta muy bien. Creo que hay que usar los canales adecuados (y elegantes) si no estás de acuerdo con un resultado. Es nuestra responsabilidad como miembros de la comunidad científica. Cualquiera escribe su opinión en un blog (desde físicos a antivacunas), pero no pasa lo mismo en una revista decente revisada por pares.

            En fin, cada uno con sus prioridades. No te voy a cedir cómo hacer tu trabajo, ni lo que la sociedad espera de ti como científico.

            Un cordial saludo.

        1. Pedro de Pierre:

          El tema no es el número de citas, es estéril publicar al respecto de la entrada. ¿Te parece interesante leer/escribir un artículo (dirigido a científicos, no a legos) en una revisa científica sobre criticismo contra terraplanistas?, si tu respuesta es: no, entonces entenderás el sentimiento que genera tu sugerencia.

  6. Hola Francis. Te escribo porque ha aparecido en varios medios que unos astrónomos creen que es posible que el hipotético planeta X puede ser en realidad un agujero negro, nada menos que del tamaño de una pelota de tenis ¿Qué opina al respecto? ¿se les ha ido la pinza?
    Un saludo

  7. «La comunidad seguramente hará oídos sordos. Y yo no voy a ser menos.»

    Pues uno a uno, parece que la comunidad algo tiene que decir. Hossenfelder se lo toma un poco más en serio.
    https://www.youtube.com/watch?v=oqgKXQM8FpU

    «¿Y si el lector no tiene conocimientos suficientes para entenderlos? Lo siento, entonces solo debes olvidar las ideas de Sarkar y aceptar el modelo cosmológico ΛCDM.»

    Acepto la sugerencia. Sin los conocimientos suficientes para entenderlo estoy dispuesto a olvidar las ideas de Sarkar. También a aceptar que el modelo con energía oscura sigue siendo el preferido por la comunidad de cosmólogos. Asunto distinto es aceptar que los modelos que maneja esa comunidad, incluido el modelo big bang, sean algo más que arriesgadas inferencias a partir de datos observacionales modestos. Nunca está de más, pero especialmente para una disciplina tan especulativa como la cosmología, el instrumentalismo resulta una actitud más prudente que el realismo.

  8. Hola, hoy he visto este artículo: «Early-type Host Galaxies of Type Ia Supernovae. II. Evidence for Luminosity Evolution in Supernova Cosmology»: https://arxiv.org/abs/1912.04903
    Creo entender que dicen que han encontrado correlación entre la edad de la galaxia anfitriona y el espectro de la SN-Ia alojada en ella, lo cual según ellos debería invalidar la presunción de que todas las SNe-Ia son candelas estándar iguales.
    Sin duda son tiempos emocionantes para la Cosmología.
    Saludos.

    1. Albert, ya lo dijeron en un artículo de 2016 con 27 galaxias y ahora han añadido 32 galaxias más, para totalizar 59 galaxias; su correlación entre el brillo de las supernovas Ia y la metalicidad de las galaxias ha sido buscada desde 2001 por muchos astrónomos; ninguno la ha observado, salvo ellos, claro. Por ello, la mayoría de los astrónomos tiene serias dudas sobre este resultado. Así que se puede considerar otro artículo más sobre este tema que quizás acapare cierto eco mediático, pero no creo que tenga mucho recorrido científico.

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