Los “Vacíos cósmicos” (y en particular el vacío local cercano) son observacionalmente muy bien conocidos y constituyen las mayores estructuras que componen nuestro Universo", dijo Villata . "El problema es si son realmente vacíos o contienen antimateria repulsiva".
En el documento de Villata (ver aquí), que pronto será publicado en Astrophysics and Space Science, el sugiere que la antimateria podría estar escondida en estos grandes espacios vacíos, separada de la materia por la repulsión gravitatoria mutua. Según ha explicado anteriormente(ver aquí) , la repulsión gravitatoria entre la materia y la antimateria es una predicción de la relatividad general. En este escenario, la materia tiene una carga gravitacional positiva, mientras que la antimateria tiene una (hipotética) carga gravitatoria negativa. Como resultado, tanto la materia y la antimateria son gravitacionalmente auto-atractiva, sin embargo, son mutuamente repulsivas. La repulsión gravitatoria entre la materia y la antimateria podría ser tan poderosa, que de hecho, según los calculos de Villata podría ser responsable de la expansión acelerada del Universo, eliminando la necesidad de la energía oscura y, posiblemente, de la materia oscura.
La gravedad repulsiva de esta forma, incluso podría teóricamente explicar algunas observaciones que la energía oscura no puede, ni siquiera teóricamente, explican. Recientemente, los científicos observaron un movimiento anómalo de la "Hoja local," la parte del Universo, que incluye la Vía Láctea y otras galaxias cercanas, que tienen su propia velocidad peculiar a diferencia de otras partes del Universo. Los astrónomos han identificado tres componentes que contribuyen a la velocidad de la Hoja local: una es debido a la atracción conocida del denso y cercano Cúmulo de Virgo el segundo componente, aunque su origen no está tan claro, se piensa que es debido a la atracción del cúmulo de Centauro, y el tercer componente es lo que los astrónomos llaman la "anomalía de velocidad local" porque la fuerza no se dirige hacia una estructura significativa.
la "Hoja Local" la cual incluye el grupo Local de Galaxias y otras cercanas galaxias tiene una peculiar velocidad que puede teóricamente ser explicada por la gravedad repulsiva de la antimateria localizada en un gran vacío entre otros componentes. Crédito: Wikimedia Commons.
A diferencia de los dos primeros componentes que son atractivos, el tercer componente podría ser repulsivo, de acuerdo con Villata. En apoyo de esta posibilidad, señala que el ramal de las galaxias de Leo, que se encuentran en medio de la Hoja de local y la atractiva zona, parecen estar en reposo con respecto a este movimiento. Villata sugiere que los orígenes del tercer componente pueden estar en el lado opuesto, repeliéndo la Hoja local en lugar de atraer la misma. El calcula que una masa de antimateria razonable, que se encuentre en un particular vacío , podría ser responsable de la anomalía de la velocidad local por el mecanismo de gravedad repulsiva.
De esta forma, la antimateria podría actuar como la energía oscura en nuestra vecindad local. A gran escala,numerosos vacíos de antimateria podrían impulsar la expansión del Universo, sin necesidad de energía oscura, y, posiblemente, incluso sin la necesidad de un explosivo Big Bang (tal vez lo que implica un Universo cíclico). La teoría también implica que vivimos en un Universo con cantidades iguales de materia y antimateria, como se esperaba por las teorías estándar. Para Villata, estos resultados hacen de la gravedad repulsiva una posible alternativa a la energía oscura.
"La energía oscura se cree actúa uniformemente, por lo que puede explicar (formalmente, no físicamente) la aceleración global", dijo Villata. "Pero no puede explicar ni el fuerte efecto de repulsión en la Hoja local, ni la extrema vaciedad del vacío local y varias otras propiedades de nuestro vecindario extragaláctico, mientras que la propuesta antimateria " repulsor oscuro " en el vacío local puede explicar todas estas cosas y , a nivel global, con la antimateria oculta en todos los espacios vacíos cósmicos, puede explicar la expansión acelerada en general (y otras características del universo) sin la energía oscura y una explosión inicial(Big Bang). "
Villata espera que estas ideas puedan ser probadas por los experimentos, a pesar de que estas pruebas serían difíciles.
"Algunas personas pueden pensar que mi análisis de la relatividad general, prediciéndo la antigravedad no es correcta o apropiada", agregó. "En este caso, una prueba más definitiva es mencionada en mi último trabajo: el efecto de lente antigravitatorio. En principio, si tuviéramos un buen mapa en 3D de los cúmulos de galaxias situadas más allá de los vacíos, sería relativamente fácil de analizar si algunos de ellos tienen formas comprimidas alrededor de la línea de visión, lo que significaría que están alineados con grandes concentraciones de antimateria en el vacío intermedio. Pero el problema es que existe otro efecto concurrente, el cual distorsiona fuertemente la distribución de galaxias en la dirección radial, debido a los movimientos peculiares que afectan a las mediciones de desplazamiento hacia el rojo: el efecto de "dedos de dios", el cual extiende la forma de los cúmulos a lo largo de la línea de visión. Por tanto, es muy difícil distinguir si un cúmulo ya muy estirado por este efecto estará aún más comprimido por la lente antigravitatoria ".
Otra teoría que busca una explicación a la energía oscura es la que impulsa el físico del CERN Dragan Hajdukovic, durante los últimos años ha estado investigando lo que él piensa puede ser una parte muy ignorada del cosmos: el vacío cuántico. Él sugiere que el vacío cuántico tiene una carga gravitacional derivada de la repulsión gravitacional de las partículas y antipartículas virtuales. Anteriormente (ver aquí) , ha demostrado que esta teoría,de la gravedad repulsiva puede explicar varias observaciones, incluidos los efectos que generalmente se le atribuyen a la materia oscura. Además, esta gravedad adicional sugiere que vivimos en un Universo cíclico (sin Big Bang) y puede dar una idea de la naturaleza de los agujeros negros y una estimación de la masa del neutrino. En su trabajo más reciente (ver aquí), publicado en Astrophysics and Space Science, muestra que el vacío cuántico podría explicar una observación más: la expansión acelerada del universo, sin la necesidad de la energía oscura.
"El vacío cuántico fué predicho teóricamente, hace más de 60 años ", dijo Hajdukovic . "Hoy en día, hay evidencia experimental significativa de que el vacío cuántico existe. He decidido combinar una realidad (el vacío cuántico) con una hipótesis (la carga negativa de la gravedad de las antipartículas) para estudiar las consecuencias. La hipótesis de la repulsión gravitatoria entre la materia y la antimateria tiene más de medio siglo, pero antes que yo nadie la había utilizado en la combinación con el vacío cuántico. Los resultados son sorprendentes, hay posibilidad de explicar [la expansión acelerada del Universo] en el marco del vacío cuántico enriquecido con la repulsión gravitatoria entre la materia y la antimateria ".
De acuerdo con Hajdukovic, la gravedad en el vacío cuántico surge de la repulsión gravitacional entre la carga gravitatoria positiva de la materia y la (hipotética) carga gravitacional negativa de la antimateria. Mientras que la materia y la antimateria son gravitacionalmente auto atractivas, ellas son mutuamente repulsivas. (Esta parte es similar a la teoría de Massimo Villata, en la cual la carga negativa de antimateria existe en los espacios vacíos del universo y no en el vacío cuántico.) A pesar de que el vacío cuántico no contiene materia ni antimateria reales, partículas y antipartículas virtuales de corta duración, podrían momentáneamente aparecer y formar parejas, convirtiéndose en dipolos gravitacionales.
"Si las partículas y antipartículas tienen cargas gravitacionales de signo contrario, un campo gravitatorio lo suficientemente fuerte puede convertir un par virtual en uno real", explicó Hajdukovic. "No es una nueva hipótesis, sino una consecuencia del mecanismo de Schwinger, el cual es bien conocido en las teorías cuánticas de campos."
En el nuevo documento, Hajdukovic calcula que la densidad de energía de los dipolos gravitacionales en el vacío cuántico es del orden correcto de magnitud para actuar como la constante cosmológica, o la fuerza que causa la expansión acelerada del Universo. Si bien este argumento puede no parecer tan sorprendente en un primer momento, se convierte en impresionante en el contexto de las predicciones mucho menos agradables de la teoría cuántica de campos, la cual predice una densidad de energía del vacío cuántico de al menos 30 - y hasta 120 - órdenes de magnitud mayor que el observado en la densidad energía oscura . Los cálculos de Hajdukovic también estiman que la expansión del Universo comenzó a acelerarse cuando el universo tenía la mitad de su tamaño actual, lo que es sólo un poco antes de la predicción de la cosmología estándar.
Curiosamente, una diferencia significativa entre el modelo Hajdukovic del vacío cuántico y la cosmología estándar es que el primero prevé que la aceleración está disminuyendo, mientras que el segundo predice que va en aumento. Predicciones muy diferentes para el destino del Universo resultan de estas diferencias.
"La serie de publicaciones muestran que el vacío cuántico, enriquecido con la hipótesis de la carga negativa gravitacional de las antipartículas , tiene el potencial para explicar los fenómenos observados en la astrofísica y la cosmología sin recurrir a la materia oscura la energía oscura y los mecanismos misteriosos de la inflación y la asimetría materia -antimateria ", dijo Hajdukovic. "Si la antimateria en realidad tiene carga gravitacional negativa (lo cual podría ser revelado por el experimento AEGIS en el CERN), los documentos anteriores habrían comenzado una nueva revolución científica. Pero los papeles son importantes incluso si la antimateria no tiene carga gravitatoria negativa, porque fomentan la reconsideración del vacío cuántico como una clave para la comprensión del Universo. "
Además del experimento AEGIS en el CERN , el cual está diseñado para revelar las propiedades gravitacionales del antihidrógeno, Hajdukovic dijo que otros experimentos también están investigando las propiedades gravitatorias de la antimateria. Por ejemplo, los físicos de la Universidad de California en Riverside, recientemente han comenzado a estudiar las propiedades gravitacionales del positronio (un par electrón-positrón).
fuente de la información:
http://www.physorg.com/news/2012-01-repulsive-gravity-alternative-dark-energy.html
