sexta-feira, 3 de maio de 2013

O Mito da "Matéria Escura" sob uma "Ótica Física Realista" - Parte 2



A ideia que sugere que cargas gravitacionais no vácuo quântico poderia fornecer uma alternativa à matéria escura, nem é minha e nem é tão nova.

Explicada pela via quântica, a ideia baseia-se na hipótese de que as partículas e antipartículas têm cargas gravitacionais de sinais opostos.

Como conseqüência, pares partícula-antipartícula  virtuais formam dipolos gravitacionais no vácuo quânticos (tendo ambos uma carga gravitacional positiva e negativa) que pode interagir com a matéria bariônica para produzir fenômenos geralmente atribuída a matéria escura.

Em física quântica, o termo "matéria bariônica" refere-se a matéria composta principalmente de bárions (por massa), que inclui os átomos de qualquer tipo (e, portanto, inclui quase todas as matérias que podem ser encontradas ou experimentadas na vida cotidiana).

Já, matéria não-bariônica, como sugere o nome, é qualquer tipo de matéria que não é composto principalmente de bárions. Não obstante a consideração de que isso pode incluir, ainda, matéria comum disponível, como neutrinos ou elétrons livres, no entanto, o termo quer se referir, de maneira mais específica,  a exóticas  matéria, como é a matéria escura, que é tida como não-bariônica

Isso inclui praticamente toda a matéria que o ser humano ainda tenta entender, tais como: partículas supersimétricas, áxions, ou buracos negros.

A distinção entre matéria bariônica e não-bariônica é importante em cosmologia, porque os modelos de nucleossíntese do Big Bang estabelecem sérias restrições sobre a quantidade de matéria bariônica presente no início do universo.

A própria existência de bárions também é uma questão importante na cosmologia, porque presume-se que o Big Bang produziu um estado com quantidades iguais de bárions e anti-Bárions.

O processo pelo qual bárions superam suas antipartículas é chamado bariogênese (em contraste com o processo pelo qual léptons explicam a predominância de matéria sobre a antimatéria, Leptogênese).

Embora o físico Dragan Hajdukovic Austerlitz do CERN, que propôs a ideia, matematicamente demonstrada, de que os dipolos gravitacionais poderiam explicar as curvas de rotação de galáxias observadas sem matéria escura em seu estudo inicial, ele observou que muito mais trabalho precisava ser feito.

No entanto, após uma nova análise, o próprio Hajdukovic deu mais um passo em direção a demonstrar a credibilidade dessa ideia, mostrando que a polarização gravitacional do vácuo quântico pode explicar quatro observações cosmológicas, apenas algumas das que podem ser explicadas pelos modelos de matéria escura ou teorias de gravidade modificada . Em seu artigo, que foi publicado recentemente no Astrophysics and Space Science, ele começa com algumas informações básicas, escrevendo os fundamentos:

"A Física contemporânea tem dois pilares: a Relatividade Geral e o Modelo Padrão da Física de Partículas", escreve ele. "A Relatividade Geral é a nossa melhor teoria da gravitação. O Modelo Padrão é um conjunto de teorias quânticas de campo. De acordo com o Modelo Padrão, tudo no Universo é feito de seis quarks e seis léptons (e suas antipartículas) que interagem através da troca de partículas bosônicas (gauge bosons, que transportam qualquer das interações fundamentais da natureza) (fóton para interações eletromagnéticas, W e Z para interações fracas e oito glúons para interações fortes) ".

Ele passa a explicar que estas duas teorias não se encaixam com algumas observações, uma das quais é que o campo gravitacional do universo parece ser muito mais forte do que deveria ser de acordo com a Relatividade Geral e a quantidade existente de matéria bariônica, que é composto de partículas do Modelo Padrão. Enquanto milhares de cientistas de todo o mundo estão tentando descobrir se uma das duas teorias pedra angular precisa de modificação, a ideia de Hajdukovic não requer modificar a gravidade ou invocar matéria nova. Ele resume desta forma:

"Em palavras simples, de acordo com a teoria quântica de campos, toda a matéria bariônica do Universo está imersa no vácuo quântico, popularmente falando, um "mar" de pares de partículas-antipartículas  virtuais de vida curta (como pares elétron-pósitron com a vida de cerca de 10-22 segundos, ou pares neutrino-antineutrino com uma vida útil de cerca de 10-15 segundos, o que sã os recordes de tempo de vida no vácuo quântico).

É difícil de acreditar que o vácuo quântico não interage gravitacionalmente com a matéria bariônica imersa nele. Apesar disso, o vácuo quântico é ignorado em astrofísica e cosmologia, não porque não estão conscientes de sua importância, mas porque ninguém tem alguma ideia do que as propriedades gravitacionais do vácuo quântico são.

Na ausência de qualquer conhecimento, como ponto de partida, temos conjecturado que as partículas e antipartículas têm a carga gravitacional de sinal oposto. Uma consequência imediata é a existência dos dipolos gravitacionais, um par virtual é um dipolo gravitacional (da mesma maneira que um par de elétrons de pósitrons virtuais é um dipolo elétrico), que permite a polarização gravitacional do vácuo quântico. O estudo inicial revelou a possibilidade de surpreender que a polarização gravitacional do vácuo quântico pode produzir fenômenos geralmente atribuídos a matéria escura ".

Ele disse que a ideia não é ainda uma teoria completa e reconhece que está em conflito com muitos dos nossos pressupostos humanos básicos. "Eu diria que a teoria na fase inicial", ele disse PhysOrg.com. "Milhares de cientistas trabalham no desenvolvimento da teoria da matéria escura fria e as teorias de gravidade modificada, eu estou trabalhando sozinho nesta terceira direção. O envolvimento dos outros cientistas na pesquisa é fundamental, mas ainda incerto.

De um lado, obtive alguns resultados em flagrante acordo com as medições, mas por outro lado a grande maioria dos físicos é "alérgico" à ideia da repulsão gravitacional entre matéria e antimatéria, a experiência mais comum de todos os seres humanos é que tudo cai, e não é fácil de engolir a ideia de que a antimatéria pode "cair para cima".

Quatro Fenômenos:


Neste estudo, Hajdukovic se concentra em quatro outros fenômenos, os quais foram estabelecidos por observações de galáxias. Nem o modelo de Matéria Escura Fria (CDM - Cold Dark Matter), nem Dinâmica Newtoniana Modificada (MOND - Modified Newtonian Dynamics) - uma teoria da gravidade modificada - pode explicar todos esses fenômenos, com CDM incorrendo em problemas em pequenas escalas, enquanto que MOND enfrenta problemas em grandes escalas.

Em primeiro lugar, os investigadores (Donato et al.) têm observado que os halos de matéria escura (ou um forte campo gravitacional) que circundam galáxias têm uma densidade de superfície, que é quase constante e independente da luminosidade, da massa, tamanho, forma, etc, da galáxia.

Embora a descoberta dessa propriedade universal das galáxias é uma surpresa, a teoria de Hajdukovic prevê uma densidade de superfície que está em muito boa concordância com o valor de densidade medido de 140 massas solares por parsec quadrado. A universalidade da densidade superficial matéria escura de halos de matéria escura pode ser explicado pelo MOND, mas não por MDL.

Em segundo lugar, as primeiras medições diretas de distribuição da matéria escura em duas galáxias anãs próximas, Fornax e Escultor, foram recentemente tomadas por Matt Walker e Jorge Peñarrubia. Surpreendentemente, as medições revelaram que (o que parece ser) matéria escura é uniformemente distribuída no interior da central de algumas centenas de parsecs cada galáxias. Embora a distribuição uniforme é compatível com Mond, ela contradiz as previsões de CDM em que a matéria escura está localizado em um halo cúspides.

"No caso de um Galaxia esferoidal anã, as medições mostram que há um halo de matéria escura encapsulado na parte central da Galaxia, enquanto o modelo de matéria escura fria prevê um perfil de densidade de massa que diverge em direção ao centro, formando assim um chamados "cúspide", explicou Hajdukovic. "Então a CDM está em conflito com as observações, pois ela: existe um encapsulada e, não uma auréola cúspide. No âmbito da polarização gravitacional do vácuo quântico, o halo cúspides é impossível, e é um bom sinal para a minha teoria ".
Licença Creative Commons
Este trabalho de André Luis Lenz, foi licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição - NãoComercial - CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.
 
Licença Creative Commons
Este trabalho de André Luis Lenz, foi licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição - NãoComercial - CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.