Cómo explica la gravedad modificada el Cúmulo de la Bala

La gravedad modificada consiste en añadir nuevos campos clásicos a la gravitación de Einstein (por ejemplo, TeVeS/MOND). Su objetivo es explicar las observaciones astrofísicas y cosmológicas de la llamada materia oscura, pero sin añadir nuevos campos cuánticos al modelo estándar. El Cúmulo de la Bala, z=0.296, muestra efectos de lente gravitacional en regiones donde no hay materia bariónica (gas en forma de plasma observado con rayos X). Se suele presentar como una prueba de que hay materia oscura donde no hay materia bariónica. ¿Cómo se explica en gravedad modificada?

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 Cómo explica la gravedad modificada el Cúmulo de la Bala

Un 5 % de materia oscura menos

La naturaleza de la materia oscura sigue siendo uno de los grandes misterios de la ciencia. Tanto es así que hay científicos que consiguen gran eco mediático simplemente proponiendo teorías en las que la materia oscura no aparece. Pero ninguna de estas teorías termina de explicar las cosas tan bien como lo hace la materia oscura.

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 Un 5 % de materia oscura menos

Verlinde, MOND y los árboles que crecen en el medio del mar

“Creo que es tan probable que su teoría sea cierta como que haya árboles que crecen en el medio del mar”, dice el argentino Juan Maldacena sobre la explicación de la materia oscura del holandés Erik Verlinde. La gravedad emergente del holandés está inspirada en ideas del autor del artículo más citado de la física teoría actual, sobre la dualidad AdS/CFT. Sin rubor dice que “la teoría de la materia oscura es análoga a concluir que debe haber una isla cerca, mientras que la teoría de Verlinde es análoga a decir: ¡Oh, hay algas con forma de ramas de árboles que crecen en el mar!”.

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 Verlinde, MOND y los árboles que crecen en el medio del mar

El modelo ΛCDM predice la idea MOND y la relación MDAR en galaxias masivas

¿Por qué aún sobrevive la idea MOND de Milgrom (1983) a pesar de las evidencias en su contra? La razón es que la idea MOND es una consecuencia del modelo cosmológico ΛCDM aplicado a las galaxias de mayor masa. Así nos lo aclaran Julio F. Navarro (Univ. Victoria, Canadá) y varios colegas. Por supuesto, esto ya se sabe desde hace 20 años, pero quizás no viene nada mal que lo recordemos ahora que está de moda la correlación de McGaugh-Lelli-Schombert en galaxias (LCMF), también llamada relación entre la masa y la aceleración discrepante (MDAR).

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 El modelo ΛCDM predice la idea MOND y la relación MDAR en galaxias masivas

Un bino-higgsino pMSSM como partícula de materia oscura

La supersimetría sigue viva y coleando. Además, el modelo pMSSM sigue siendo natural. Este regalo navideño nos lo ofrecen Roberto Ruiz de Austri (IFIC-UV/CSIC, Valencia, España) y varios colegas. La partícula de materia oscura más natural sería un bino-higgsino con una masa entre 35 y 155 GeV/c². Compatible con todas las observaciones actuales, podría ser observada en menos de cinco años. Así lo predice el modelo pMSSM con un ajuste fino menor de 10 para la masa del bosón Z.

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 Un bino-higgsino pMSSM como partícula de materia oscura

Materia oscura entre nubes intergalácticas

Es un mantra muy repetido que una correlación no implica causalidad. Sin embargo, hay correlaciones que merecen ser investigadas en busca de causalidades, sobre todo cuando no tenemos prácticamente ni idea de ante qué estamos: es el caso de la materia oscura y las nubes intergalácticas de gas.

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 Materia oscura entre nubes intergalácticas

Los supermateriales aumentan la sensibilidad 10.000 veces en los detectores de materia oscura

La materia oscura constituye alrededor del 27 % de la masa y energía de nuestro universo. Y, sin embargo, no sabemos lo que es, de ahí su nombre. Sí sabemos que no es materia ordinaria (bariónica para los científicos), ni es energía oscura, ni son neutrinos. No es nada conocido. También sabemos que no emite, ni interactúa con, ningún tipo de radiación electromagnética, por lo que es invisible en todo el espectro electromagnético. Deducimos que existe por sus efectos gravitatorios que se revelan en el movimiento de la materia ordinaria de las galaxias, porque distorsiona el espaciotiempo creando lentes gravitacionales, porque influye en la estructura a gran escala del universo y porque sus efectos se perciben en el fondo cósmico de microondas.

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 Los supermateriales aumentan la sensibilidad 10.000 veces en los detectores de materia oscura

Xenon100 publica su nuevo límite de exclusión para la materia oscura

El experimento XENON100 de búsqueda directa de la materia oscura ha publicado su nuevo límite de exclusión (el anterior lo publicó en 2012). Para una interacción independiente del espín no es tan bueno como los más recientes de LUX y PandaX. También se publican los límites de exclusión para la interacción dependiente del espín (que diferencia entre interacción con protones y neutrones). Los resultados se han obtenido tras analizar los datos recogidos en 477 días entre enero de 2010 y enero de 2014.

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Xenon100 publica su nuevo límite de exclusión para la materia oscura

La materia oscura y el enigma de la estrella KIC 8462852

Hace unos días me pidieron en Twitter una explicación para “el enigma de la estrella KIC 8462852″ (Blog Eureka). Contesté, que no tengo ni idea. Sin embargo, la materia oscura podría explicar la disminución continua del brillo de una estrella, en concreto, una partícula pseudoescalar de tipo axión (ALP). Estos axiones se acumularían en el núcleo de una estrella y le robarían energía, enfriándola y reduciendo su brillo. Se ha observado dicha disminución en ciertas estrellas (enanas blancas de brillo variable, gigantes rojas, etc.). ¿Por qué no podría ocurrir lo mismo con KIC 8462852, una estrella de la secuencia principal de tipo F3 cuyo brillo debería ser constante?

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 La materia oscura y el enigma de la estrella KIC 8462852

Nuevo límite de exclusión de PandaX-II para la materia oscura

El experimento chino PandaX para la búsqueda de materia oscura ha publicado su nuevo límite de exclusión. Para sorpresa de muchos es tan bueno como el publicado hace unos días por LUX. Se acota por arriba la sección eficaz para una partícula WIMP con una masa de 40 GeV/c² a tan solo 2,5 × 10⁻⁴⁶ cm² al 90% CL. Todo un nuevo éxito para la física de partículas en China.

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 Nuevo límite de exclusión de PandaX-II para la materia oscura

LUX publica su nuevo límite de exclusión para la materia oscura

El experimento LUX (Large Underground Xenon) para la búsqueda directa de la materia oscura ha publicado hoy su último límite de exclusión. Tras 332 días de toma de datos no se ha encontrado ninguna partícula. El nuevo límite mejora en un factor de 4 los resultado previos de LUX y logra excluir una sección eficaz de interacción con un nucleón de 2,2 × x 10⁻⁴⁶ cm² para una partícula WIMP con una masa de 50 GeV. Todo un récord a día de hoy.

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 LUX publica su nuevo límite de exclusión para la materia oscura

MACHOs, agujeros negros y materia oscura

Los MACHOs y los agujeros negros de masa estelar no pueden constituir toda la materia oscura del universo. Según los límites actuales podrían constituir una pequeña parte. Más aún, según las teorías de formación del universo la densidad de agujeros negros primordiales de masa estelar es ínfima. Algunos físicos, amparados por los últimos resultados de LIGO sobre fusión de agujeros negros, han puesto en candelero la contribución de los agujeros negros primordiales de masa estelar a la materia oscura. Pero parecen olvidar que dicha idea es antigua y ya fue descartada hace tiempo.

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 MACHOs, agujeros negros y materia oscura

¿Y si lo que detectó LIGO fue materia oscura?

A finales del verano pasado, los detectores del observatorio LIGO detectaron la señal en forma de onda gravitacional de dos agujeros negros de unas 30 masas solares orbitando el uno al otro cada vez más próximos hasta que se fusionaban. Este tipo de agujeros negros podrían ser abundantes en el Universo, tanto que podrían ser en realidad la famosa materia oscura. Esta, al menos, es la idea que consideran Simon Bird, de la Universidad Johns Hopkins (EE.UU.), y sus colegas en un artículo que publican en Physical Review Letters.

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 ¿Y si lo que detectó LIGO fue materia oscura?

LIGO y los agujeros negros como materia oscura

La fusión de dos agujeros negros de unas 29 y unas 36 masas solares gracias a LIGO ha hecho renacer la idea. El halo de materia oscura que rodea las galaxias podría estar formado, en gran parte, por agujeros negros de masa estelar. Luego LIGO podría haber observado la materia oscura. De hecho, el efecto de microlentes gravitacionales no permite descartar la existencia de agujeros negros primordiales con masas entre 10 y 100 masas solares (10M⊙ ≲ m ≲ 100 M⊙). Por ello se han publicado varios artículos ofreciendo esta idea.

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 LIGO y los agujeros negros como materia oscura

#Universo1min "¿Qué es la materia oscura?"

El nuevo capítulo de El Universo en 1 Minuto se titula "¿Qué es la materia oscura?", y ya está disponible en Internet. Como siempre, acompañada de su ficha didáctica para trabajar en el aula. Los enlaces son:

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 #Universo1min "¿Qué es la materia oscura?"

Puesto en órbita el observatorio chino de materia oscura DAMPE (CZ-2D)

China ha puesto en órbita su primer observatorio espacial para detectar materia oscura. El 17 de diciembre de 2015 a las 00:12 UTC China lanzó el satélite DAMPE (Wukong) desde el complejo LC-43 (SLS-2) del centro espacial de Jiuquan mediante un cohete Larga Marcha CZ-2D (Y31). Este ha sido el 16º lanzamiento orbital de China en 2015.

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Puesto en órbita el observatorio chino de materia oscura DAMPE (CZ-2D)

Física en Canfranc: ANAIS y la modulación anual por la materia oscura

ANAIS (Annual modulation with NaI(Tl) Scintillators) es uno de los dos experimentos que busca la materia oscura en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC). Su objetivo es confirmar o refutar la modulación anual observada a más de 9 sigmas tras 14 años de toma de datos por DAMA/LIBRA en el Laboratorio Subterráneo de Gran Sasso (LNGS), Italia. Para ello ANAIS usará el mismo blanco, cristales de yoduro de sodio (NaI), y la misma técnica experimental.

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 Física en Canfranc: ANAIS y la modulación anual por la materia oscura

Francis en #rosavientos: La materia oscura en estrellas, planetas y galaxias

La investigadora Laura Tolós, del Instituto de Ciencias del Espacio (IEEC-CSIC), en Barcelona, y el profesor Juergen Schaffner-Bielich, de la Universidad de Frankfurt (Alemania), han publicado como hipótesis la existencia de planetas compactos, con masas similares a la de Júpiter o la Tierra, pero muchísimo más pequeños. Este nuevo tipo de objeto astronómico ocultaría gran cantidad de materia oscura en su interior, aunque estaría rodeada de materia ordinaria, lo que los haría visibles. Tras la propuesta teórica, ahora es el turno de los astrónomos, que iniciarán su búsqueda mediante telescopios.

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 Francis en #rosavientos: La materia oscura en estrellas, planetas y galaxias

Neutrinos estériles y la señal a 3,5 keV observada por XMM-Newton

La detección directa de las partículas de materia oscura es muy difícil. Los neutrinos estériles son candidatos firmes a la materia oscura. Los neutrinos son fermiones levógiros. Si fueran fermiones de Dirac, deben existir neutrinos dextrógiros de gran masa aún no observados. Estos neutrinos estériles pueden constituir la materia oscura fría (cold) del modelo cosmológico de consenso ΛCDM.

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 Neutrinos estériles y la señal a 3,5 keV observada por XMM-Newton

El detector de materia oscura XMASS-I no observa la modulación anual DAMA/LIBRA

La modulación anual de la señal observada por el detector de materia oscura DAMA/LIBRA ha sido polémica. Otros detectores no la observan, como XMASS-I. El análisis de los datos recogidos durante 359 días, entre noviembre de 2013 y marzo de 2015, descarta la modulación anual al 90% CL.

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  El detector de materia oscura XMASS-I no observa la modulación anual DAMA/LIBRA