30 de diciembre de 2009

PREGUNTA PARA FÍSICOS: ¿PUEDE HABER TETAS DE MATERIA OSCURA?

Y, para terminar este 2009, y empezar con alegría una década a la que podemos llamar de un modo no demasiado largo ("los diez"), vaya una preguntita de esas que con dudosa intención suelto de vez en cuando.
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Sabido es que los modelos cosmológicos más à la mode afirman que nuestro universo está formado, en una notable proporción, por algún tipo de materia (u lo que sea) que sólo interactúa con las partículas "de las nuestras" mediante la atracción gravitatoria, pero no mediante las demás (en particular, no mediante la interacción electromagnética, que es la que nos permite tocar las cosas). La forma en la que las masas galácticas o supergalácticas se desvían de la forma en que tendrían que moverse si su movimiento sólo dependiera de su propia masa, es (¿casi?) la única manera de detectar esa "materia oscura".
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Pero, por lo que sé, no sabemos mucho más acerca de dicha "materia". Nada impide que esté sujeta a otros tipos de interacciones, análogos a "nuestra" fuerza electromagnética, indetectables por nosotros, pero que les lleven a generar algo parecido a una química. Y de ser así, ¿podría haber en el universo estructuras complejas formadas por materia oscura, tan ricas y variadas como nuestros sistemas solares, con sus planetas, estalactitas, volcanes, cascadas y hasta, por qué no, tetas, piernas, penes, maracuyás y hasta cerebros? Esas estructuras podrían ocupar el mismo espacio que nosotros, pero, por su constitución (seguramente su densidad es mucho menor, y una ciruela de materia oscura ocupa muchos billones de kilómetros cuadrados), no podríamos tener ningún contacto con ellos, ni ellos con nosotros.
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En fin, mi pregunta es: ¿hay algún principio físico conocido que establezca que esto no es posible?
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Y con esta cantinela, a todos os deseo muy feliz 2010, y que no dejéis de pasar por el Otto Neurath.
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20 comentarios:

  1. Jesús:
    Además de la gravedad, la materia oscura interactúa con la fuerza nuclear débil. ¿La fuerza nuclear débil es otra manera de gravedad?

    Jodi Cooley y Lauren Hsu han observado dos eventos (T1Z5 y T3Z4) utilizando los detectores de germanio cuyo análisis indica que podrían corresponder a la detección de sendas partículas WIMP. Dicen.

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  2. Hola a todos, no conozco ningún principio por el cual no pudieran existir tetas de materia oscura, no obstante, parece poco probable. Digo esto porque en los modelos actuales la materia oscura es una distribución homogénea de partículas de dicha materia, es decir, que no estarían formando planetas ni cosas por el estilo, sería como una sopa fría de partículas. Pero como tampoco es que sepamos mucho de dicha materia, pues quien sabe, si hubiera que apostar yo apostaría que no, pero de momento, tampoco apostaría mucho, por si acaso.

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  3. Ismael: obviamente, el modelo de "sopa" se utiliza porque es el más sencillo analíticamente, no porque haya (que yo sepa) ningún principio físico que lo sustente.
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    José Manuel: parece que el resultado de Cooley y Hsu no ha sido tan "cool" como se preveía, ¿no?
    En todo caso, si la materia oscura puede interactuar con la materia normal mediante la fuerza débil, teniendo en cuenta que ésta no tiene grandes efectos salvo en la desintegración nuclear, parece que nos da pocas posibilidades de ligar con una "dark-matter-chati"

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  4. Querido Jesús:

    Antes de abordar tu propuesta, yo me cuestionaría lo siguiente: ¿Cómo podemos estar seguros de la existencia de la materia? Es decir, si nos planteamos dudar de nuestros sentidos.

    Yo propongo un simple experimento mental. Nada nos impide concebir que la materia en si misma es divisible hasta el infinito.

    Si la materia en si misma tiene sentido porque marca los límites de los objetos y de las cosas que observamos. Cómo podríamos sostener que esta carece de límites al ser divisible hasta el infinito.

    Los límites entonces se difuminarian y nuestras mentes alcanzarían a ver que con claridad lo falaz que es nuestra realidad.

    Liberemos pues nuestras mentes, de esta ilusión colectiva.

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  5. Jordi:
    la respuesta que te puede dar un empirista como yo es que, por poder, puedes hacer todas las pajas (perdón, experimentos) mentales que te salgan de los axones, pero el ÚNICO criterio para decidir si el modelo al que has llegado puede considerarse una descripción apropiada de la realidad, es que sus predicciones coincidan (suficientemente) con las observaciones.
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    A mí me trae sin cuidado si la materia "realmente" existe, o si es "realmente" divisible hasta el infinito (¡y más allá!): yo acepto los modelos físicos mejor corroborados experimentalmente, como descripciones RELATIVAMENTE EXACTAS, PERO PROVISIONALES de la naturaleza, y si alguien quiere MEJORARLOS, lo único que para mí sería una "mejora" es proponer otro modelo que TENGA UN MAYOR GRADO DE ÉXITO EXPERIMENTAL.

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  6. Querido Jesús:

    Es natural que reacciones así pues lo que propongo supone cuestionar todo aquello por lo que vives.

    Recuerda lo que le pasa al esclavo liberado en la caverna platónica, tu respuesta es propia de aquellos que están sujetos al imperio de las sombras.

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  7. Propongo otro experimento mental: Nada nos impide concebir que la materia está compuesta por unicornios rosas.
    Pero, ¿esa concepción conduce a algo útil?

    Respecto al experimento mental original, si el resultado del experimento mental contradice lo observado, entonces lo concebido es falso, no lo observado. Los "experimentos mentales" de Einstein y cia. estaban basados en contrastar resultados de observaciones en distintas circunstancias, no en meras hipótesis sin contraste con lo observable.

    En su caso, la observación indica que la materia no es infinitamente divisible. Existen partículas indivisibles, como un fotón o un electrón.

    Y al revés, es posible sostener a la vez que la materia es discreta (no infinitamente indivisible) pero indistinguible del vacío (a las escalas de Plank) ¡Cosas de la cuántica!

    En resumen, su argumento está basado en una falacia: la continuidad (divisibilidad al infinito) o discreción (partículas discretas separables) no son una decisión dicotómica respecto a la extensión o conectividad.

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  8. No me vengas con chorradas, Jordi. Dentro de nada te veré con ropas de harekrisna.

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  9. La materia oscura interactuaria con la normal por la fuerza de gravedad. De hecho, esta es la razon de que se postule su existencia, para, con su influencia gravitatoria, explicar las anomalias en el momento angular de las galaxias.

    Si hay planetas de materia oscura flotando aqui y alla sera dificil de localizarlos. En cambio, de haber estrellas o algo parecido que puedan dar energia a estos planetas para que en ellos pueda haber tetas, creo que ya se habrian detectado. La hipotesis de la sopa es, de momento, la mas verosimil.

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  10. Dada su similitud con el flogisto, mejor sería llamarla mETERia oscura. Feliz 2010.

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  11. Naturalmente, si hubiera estrellas o planetas de materia oscura, más o menos del tamaño de los de materia normal, y suficientemente cercanos, se detectarían fácilmente.
    Lo que sugiero es la posibilidad de que las partículas de materia oscura puedan interactuar ENTRE SÍ, a través de alguna fuerza distinta de las que afectan a la materia normal, y que eso pueda dar lugar a algo así como una "química" (si es lo suficientemente distinta de la nuestra, no tendría por qué basarse en la existencia previa de estrellas y planetas como "escenario").

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  12. Eso es utilizar el patrón "copernicano": la tendencia a pensar que cada nuevo descubrimiento nos empequeñecerá más en relación con el Universo. Con ese patrón de pensamiento, por cierto, atizaban en la cabeza al pobre Job hace ya 3000 años.

    Sin embargo, sin necesidad de invocar al deus ex machina, se me ocurren escenarios no-copernicanos bastante creíbles.

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  13. Ya conoces mi cantilena: la hipótesis sobre la clausura computacional, la computabilidad de la física, etc, etc. Imagina que el universo es un autómata finito: puede que la materia oscura sea simplemente basura de bits acumulada por el proceso algorítmico universal. El "coste" de mantener toda la mierda altamente estructurada que conocemos (quiero decir: quarks, gluones, leptones y toda esa porquería con la habitualmente lidiamos) debe ser alto. Y nuestro estructurado mundo debe ser una isla de baja entropía incrustada en una matrix caótica mucho más grande.

    Esto es ciencia-ficción pura y dura, claro... pero el científico que no fantasee, está muerto profesionalmente.

    ¿Por qué digo que este es un patrón anticopernicano? Porque vuelve a situar los sistemas "complejos" (entre ellos, los grumos conscientes) en el centro del cuadro, aunque sea envolviéndolos dentro de las lóbregas pompas del caos infinito. De todos modos, esto tampoco excluye que el patrón copernicano vuelva a surgir a otra escala: la misma isla de complejidad dentro de un océano de caos... repetida en un Multiverso.

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  14. ¡Ah!, cuando hablo de islas y océanos, me refiero a la topología de la Matriz, no al espacio físico. El espacio físico "emerge" de la matriz: ésta no reside en su interior, sino que lo genera, tal y como pretendía Wheeler.

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  15. (Ahora con acentos)

    También podría ser que interactuara con la materia normal según esa otra fuerza desconocida. De momento, es una hipótesis simple que la materia oscura es un sopa de partículas -quién sabe cuáles- que tienen masa. Una distribución adecuada de esa sopa de partículas con masa explicaría las anomalías en el momento angular de las galaxias.

    Pero puestos a fantasear, podemos postular otras fuerzas y otra distribución de la materia oscura. Pero esto me trae a la cabeza otra cuestión.

    Si no conociéramos nuestro universo y supiéramos cuáles son sus partículas elementales con sus valores cuánticos y con los valores de las constantes gravitatorias y demás, ¿seríamos capaces de predecir que ese universo tendría condiciones favorables para la vida? ¿seríamos capaces de predecir siquiera que habría estrellas con fusión nuclear que generaría nuevos elementos y energía?

    ¿Cómo, entonces, podemos predecir, como parece que dice alguien, que con otros valores para esas constantes no habría posibilidad de vida?

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  16. Pues puede que tampoco lo pudiéramos predecir, José Luis.
    Yo, en realidad, pienso que posiblemente haya MUCHAS combinaciones de los valores de las constantes fundamentales que permitirían el desarrollo de sistemas complejos; y no digamos si permitimos también que varíen las ECUACIONES de las leyes fundamentales.

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  17. Eso último no es muy monista que digamos...

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  18. [...] si permitimos también que varíen las ECUACIONES [...]

    Abundando: se podría decir, medio en broma, que ésta es una arquitectura Von Neumman del universo: por un lado, tendrías un "programa", es decir, un conjunto de ecuaciones, y por el otro, tendrías los "datos", es decir, los parámetros o constantes fundamentales.

    En realidad, la posibilidad de "ecuaciones que varían" es una ilusión provocada por la forma que esperamos que tengan estas leyes. El paradigma de ley, incluso para muchos físicos, es una ecuación diferencial en derivadas parciales, más o menos disfrazada, que trabaje con funciones preferiblemente continuas y N veces derivables. Esta es la herencia de siglos de física "continua".

    Claro, que para mantener "pura" esta técnica, hay que introducir funciones raras como la delta de Dirac. Es probable, sin embargo, que a partir de cierto nivel de conocimientos (que todavía no tenemos), sea más sencillo describir la física mediante algoritmos.

    Las viejas ecuaciones analíticas seguirían siendo útiles como aproximaciones simbólicas: es más fácil "manipular" y "transformar" ecuaciones funcionales que algoritmos en general.

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