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Cosmología no estándar

Una cosmología no estándar es cualquier modelo cosmológico físico del universo que se propuso, o aún se propone, como alternativa al modelo cosmológico estándar vigente en ese m...

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Una cosmología no estándar es cualquier modelo cosmológico físico del universo que se propuso, o aún se propone, como alternativa al modelo cosmológico estándar vigente en ese momento. El término " no estándar" se aplica a cualquier teoría que no se ajusta al consenso científico . Dado que el término depende del consenso predominante, su significado cambia con el tiempo. Por ejemplo, la materia oscura caliente no se habría considerado no estándar en 1990, pero sí en 2010. A la inversa, una constante cosmológica distinta de cero que resultara en un universo en expansión acelerada se habría considerado no estándar en 1990, pero forma parte de la cosmología estándar en 2010.

Nicolás Copérnico (1473-1543)

A lo largo de la historia de la cosmología , se han producido varias disputas cosmológicas importantes . Una de las primeras fue la Revolución Copernicana , que estableció el modelo heliocéntrico del Sistema Solar. Más reciente fue el Gran Debate de 1920, tras el cual se estableció que la Vía Láctea es solo una de las muchas galaxias del Universo. Desde la década de 1940 hasta la de 1960, la comunidad astrofísica estuvo dividida a partes iguales entre los partidarios de la teoría del Big Bang y los partidarios de un universo estacionario rival; actualmente, los avances en cosmología observacional de finales de la década de 1960 han resuelto esta cuestión a favor de la teoría del Big Bang . No obstante, persistieron detractores acérrimos de la teoría del Big Bang, como Fred Hoyle , Jayant Narlikar , Halton Arp y Hannes Alfvén , cuyas cosmologías quedaron relegadas a los márgenes de la investigación astronómica. Los pocos opositores al Big Bang que aún se mantienen activos hoy en día suelen ignorar la evidencia bien establecida de investigaciones más recientes y, como consecuencia, las cosmologías no estándar que rechazan por completo el Big Bang rara vez se publican en revistas científicas revisadas por pares, pero aparecen en línea en revistas marginales y sitios web privados. [ 1 ]

El modelo estándar actual de cosmología es el modelo Lambda-CDM , en el que el Universo se rige por la relatividad general , comenzó con un Big Bang y hoy es un universo casi plano que consta de aproximadamente un 5% de bariones , un 27% de materia oscura fría y un 68% de energía oscura . [ 2 ] Lambda-CDM ha sido un modelo exitoso, pero evidencia observacional reciente parece indicar tensiones significativas en Lambda-CDM, como la tensión de Hubble , el vacío KBC , el problema de las galaxias enanas , estructuras ultragrandes , etcétera. La investigación sobre extensiones o modificaciones de Lambda-CDM, así como modelos fundamentalmente diferentes, está en curso. Los temas investigados incluyen la quintaesencia , la Dinámica Newtoniana Modificada (MOND) y su generalización relativista TeVeS , y la materia oscura caliente .

Historia

La cosmología física moderna, tal como se estudia actualmente, surgió como disciplina científica tras el debate Shapley-Curtis y los descubrimientos de Edwin Hubble sobre la escala de distancias cósmicas. En ese momento, astrónomos y físicos tuvieron que aceptar un universo de una escala mucho mayor que la que se había supuesto previamente para el tamaño galáctico . Los teóricos que desarrollaron cosmologías aplicables a este universo a gran escala son recordados hoy como los fundadores de la cosmología moderna. Entre estos científicos se encuentran Arthur Milne , Willem de Sitter , Alexander Friedman , Georges Lemaître y el propio Albert Einstein.

Tras la confirmación de la ley de Hubble mediante la observación, las dos teorías cosmológicas más populares fueron el modelo de estado estacionario de Fred Hoyle , Thomas Gold y Hermann Bondi , y la teoría del Big Bang de Ralph Alpher , George Gamow y Robert Dicke , con un pequeño número de defensores de algunas alternativas. Uno de los mayores éxitos de la teoría del Big Bang, en comparación con su competidora, fue su predicción de la abundancia de elementos ligeros en el universo , que coincide con las abundancias observadas de dichos elementos . Las teorías alternativas no tienen forma de explicar estas abundancias.

Las teorías que afirman que el universo tiene una edad infinita y carece de comienzo tienen dificultades para explicar la abundancia de deuterio en el cosmos, ya que este elemento se fusiona fácilmente en las estrellas y no se conocen otros procesos astrofísicos, aparte del Big Bang, que puedan producirlo en grandes cantidades. Por lo tanto, el hecho de que el deuterio no sea un componente extremadamente raro del universo sugiere que este tiene una edad finita y que existió un proceso en el pasado que lo creó y que ya no se produce.

Las teorías que afirman que el universo tiene una vida finita, pero que el Big Bang no ocurrió, presentan problemas con la abundancia de helio-4 . La cantidad observada de ⁴He es mucho mayor que la que debería haberse creado mediante la formación de estrellas o cualquier otro proceso conocido. Por el contrario, la abundancia de ⁴He en los modelos del Big Bang es muy poco sensible a las suposiciones sobre la densidad bariónica , variando solo unos pocos puntos porcentuales cuando la densidad bariónica cambia en varios órdenes de magnitud. El valor observado de ⁴He se encuentra dentro del rango calculado.

Sin embargo, no fue hasta el descubrimiento de la radiación cósmica de fondo de microondas (CMB) por Arno Penzias y Robert Wilson en 1965 que la mayoría de los cosmólogos concluyeron que las observaciones se explicaban mejor mediante el modelo del Big Bang. Los teóricos del estado estacionario y otras cosmologías no estándar se vieron entonces obligados a proporcionar una explicación para el fenómeno si querían que siguiera siendo plausible. Esto dio lugar a enfoques originales, como la luz estelar integrada y los bigotes de hierro cósmicos , que pretendían proporcionar una fuente para una radiación de fondo de microondas generalizada en todo el cielo que no se debiera a una transición de fase del universo temprano .

Representación artística de la nave espacial WMAP en el punto de Lagrange L2 . Los datos recopilados por esta nave se han utilizado con éxito para parametrizar las características de la cosmología estándar, pero aún no se ha logrado un análisis completo de los datos en el contexto de ninguna cosmología no estándar.

El escepticismo sobre la capacidad de las cosmologías no estándar para explicar el CMB provocó que el interés en el tema disminuyera desde entonces; sin embargo, ha habido dos períodos en los que el interés en la cosmología no estándar aumentó debido a datos observacionales que plantearon dificultades para el Big Bang. El primero ocurrió a finales de la década de 1970, cuando existían varios problemas sin resolver, como el problema del horizonte , el problema de la planitud y la falta de monopolos magnéticos , que desafiaban el modelo del Big Bang . Estos problemas fueron finalmente resueltos por la inflación cósmica en la década de 1980. Esta idea posteriormente se convirtió en parte de la comprensión del Big Bang, aunque se han propuesto alternativas de vez en cuando. El segundo ocurrió a mediados de la década de 1990, cuando las observaciones de las edades de los cúmulos globulares y la abundancia primordial de helio aparentemente discreparon con el Big Bang. Sin embargo, a finales de la década de 1990, la mayoría de los astrónomos habían llegado a la conclusión de que estas observaciones no ponían en entredicho la teoría del Big Bang, y los datos adicionales de COBE y WMAP proporcionaron mediciones cuantitativas detalladas que eran coherentes con la cosmología estándar.

Hoy en día, las cosmologías heterodoxas no estándar generalmente se consideran indignas de atención por parte de los cosmólogos, mientras que muchas de las cosmologías no estándar históricamente significativas se consideran refutadas . Los fundamentos de la teoría del Big Bang han sido confirmados por una amplia gama de observaciones complementarias y detalladas, y ninguna cosmología no estándar ha reproducido la variedad de éxitos del modelo del Big Bang. Las especulaciones sobre alternativas no suelen formar parte de las discusiones de investigación o pedagógicas, excepto como ejemplos prácticos o por su importancia histórica. Una carta abierta iniciada por algunos defensores restantes de la cosmología no estándar ha afirmado que: "hoy en día, prácticamente todos los recursos financieros y experimentales en cosmología se dedican a los estudios del Big Bang..." [ 3 ]

Animación que muestra los múltiples universos de branas en el volumen

En la década de 1990, el amanecer de una "edad de oro de la cosmología" estuvo acompañado por un descubrimiento sorprendente: la expansión del universo se estaba acelerando. Anteriormente, se había asumido que la materia, ya sea en su forma visible o invisible de materia oscura, era la densidad de energía dominante en el universo. Esta cosmología "clásica" del Big Bang fue derrocada cuando se descubrió que casi el 70% de la energía del universo era atribuible a la constante cosmológica, a menudo denominada "energía oscura". Esto ha llevado al desarrollo de un modelo denominado modelo de concordancia ΛCDM , que combina datos detallados obtenidos con nuevos telescopios y técnicas en astrofísica observacional con un universo en expansión y con densidad variable. Hoy en día, es más común encontrar en la literatura científica propuestas de "cosmologías no estándar" que aceptan los principios básicos de la cosmología del Big Bang, aunque modifican partes del modelo de concordancia. Estas teorías incluyen modelos alternativos de energía oscura, como la quintaesencia, la energía fantasma y algunas ideas en cosmología de branas . Modelos alternativos de materia oscura, como la dinámica newtoniana modificada ; alternativas o extensiones a la inflación, como la inflación caótica y el modelo ekpirótico ; y propuestas para complementar el universo con una primera causa, como la condición de contorno de Hartle-Hawking , el modelo cíclico y el paisaje de cuerdas . No existe consenso entre los cosmólogos sobre estas ideas, pero constituyen campos de investigación académica activos.

Alternativas a las cosmologías del Big Bang

Antes de que se recopilaran evidencias observacionales, los teóricos desarrollaron marcos conceptuales basados ​​en lo que consideraban las características más generales de la física y en supuestos filosóficos sobre el universo. Cuando Albert Einstein desarrolló su teoría general de la relatividad en 1915, esta se utilizó como punto de partida matemático para la mayoría de las teorías cosmológicas. [ 4 ] Sin embargo, para llegar a un modelo cosmológico, los teóricos necesitaban hacer suposiciones sobre la naturaleza de las escalas más grandes del universo. Las suposiciones en las que se basa el modelo cosmológico estándar actual son:

  1. la universalidad de las leyes físicas  : que las leyes de la física no cambian de un lugar y un tiempo a otro,
  2. el principio cosmológico  – que el universo es aproximadamente homogéneo e isotrópico en el espacio, aunque no necesariamente en el tiempo, y
  3. El principio copernicano  : que no observamos el universo desde un lugar preferido.
En el modelo del Big Bang, la expansión del Universo provoca que la materia se diluya con el tiempo, mientras que en el modelo de estado estacionario, la creación continua de materia garantiza que la densidad permanezca constante a lo largo del tiempo.

Estas suposiciones, combinadas con la Relatividad General, dan como resultado un universo regido por la métrica de Friedmann-Robertson-Walker (métrica FRW). La métrica FRW permite la existencia de un universo que se expande o se contrae (así como universos estacionarios pero inestables). Cuando se descubrió la ley de Hubble , la mayoría de los astrónomos la interpretaron como una señal de que el universo se está expandiendo. Esto implica que el universo era más pequeño en el pasado y, por lo tanto, condujo a las siguientes conclusiones:

  1. El universo surgió de un estado caliente y denso en un momento finito del pasado,
  2. Debido a que el universo se calienta al contraerse y se enfría al expandirse, en los primeros minutos que existió el tiempo tal como lo conocemos, las temperaturas fueron lo suficientemente altas como para que ocurriera la nucleosíntesis del Big Bang , y
  3. Debería existir una radiación cósmica de fondo de microondas que impregne todo el universo, la cual sería un registro de una transición de fase que ocurrió cuando se formaron por primera vez los átomos del universo.

Estas características fueron deducidas por numerosos individuos a lo largo de los años; de hecho, no fue hasta mediados del siglo XX que se realizaron predicciones precisas de la última característica y observaciones que confirmaron su existencia. Se desarrollaron teorías no estándar partiendo de supuestos diferentes o contradiciendo las características predichas por el modelo cosmológico estándar vigente. [ 5 ]

Teorías del estado estacionario

El modelo de estado estacionario extiende la suposición de homogeneidad del principio cosmológico para reflejar una homogeneidad tanto en el tiempo como en el espacio . Este "principio cosmológico perfecto", como se le denominaría, afirmaba que el universo se ve igual en todas partes (a gran escala), igual que siempre ha sido y siempre será. Esto contrasta con el modelo Lambda-CDM, en el que el universo se veía muy diferente en el pasado y se verá muy diferente en el futuro. La teoría del estado estacionario fue propuesta en 1948 por Fred Hoyle, Thomas Gold, Hermann Bondi y otros. Para mantener el principio cosmológico perfecto en un universo en expansión, la cosmología del estado estacionario tuvo que postular un "campo de creación de materia" (el llamado campo C ) que insertaría materia en el universo para mantener una densidad constante. [ 5 ]

El debate entre el modelo del Big Bang y el modelo de estado estacionario se prolongó durante 15 años, con posturas prácticamente divididas a partes iguales, hasta el descubrimiento de la radiación cósmica de fondo de microondas (CMB). Esta radiación es una característica natural del modelo del Big Bang, que exige un "tiempo de última dispersión" en el que los fotones se desacoplan de la materia bariónica. El modelo de estado estacionario propuso que esta radiación podría explicarse mediante la denominada "luz estelar integrada", un fondo causado en parte por la paradoja de Olbers en un universo infinito. Para explicar la uniformidad del fondo, los defensores del estado estacionario postularon un efecto de niebla asociado a partículas microscópicas de hierro que dispersarían las ondas de radio de tal manera que producirían una CMB isotrópica. El fenómeno propuesto recibió el nombre, algo peculiar, de "bigotes de hierro cósmicos" y sirvió como mecanismo de termalización . La teoría del estado estacionario no presentaba el problema del horizonte del Big Bang, ya que asumía que existía un tiempo infinito disponible para la termalización del fondo. [ 5 ]

A medida que se recopilaban más datos cosmológicos, los cosmólogos comenzaron a darse cuenta de que el Big Bang predecía correctamente la abundancia de elementos ligeros observada en el cosmos. Lo que en el modelo de estado estacionario era una proporción casual de hidrógeno , deuterio y helio, era una característica del modelo del Big Bang. Además, las mediciones detalladas del CMB desde la década de 1990 con las observaciones de COBE, WMAP y Planck indicaron que el espectro del fondo se aproximaba más al de un cuerpo negro que cualquier otra fuente en la naturaleza. Los mejores modelos integrados de luz estelar podían predecir una termalización del 10%, mientras que el satélite COBE midió una desviación de una parte en 10⁵ . Tras este descubrimiento trascendental, la mayoría de los cosmólogos se convencieron de que la teoría del estado estacionario no podía explicar las propiedades observadas del CMB.

Aunque el modelo original de estado estacionario ahora se considera contrario a las observaciones (en particular, la radiación cósmica de fondo), incluso por quienes alguna vez lo apoyaron, se han propuesto modificaciones, incluyendo un modelo que concibe el universo como originado a través de múltiples explosiones menores en lugar de una gran explosión (la llamada "cosmología de estado cuasiestacionario"). Este modelo supone que el universo atraviesa fases periódicas de expansión y contracción, con un suave "rebote" en lugar del Big Bang. Así, la ley de Hubble se explica por el hecho de que el universo se encuentra actualmente en una fase de expansión. Se sigue trabajando en este modelo (principalmente por Jayant V. Narlikar ), aunque no ha logrado una amplia aceptación generalizada. [ 6 ]

Alternativas y extensiones de Lambda-CDM

El modelo cosmológico estándar actual, el modelo Lambda-CDM , ha tenido un éxito extraordinario al proporcionar un marco teórico para la formación de estructuras , las anisotropías en el fondo cósmico de microondas y la expansión acelerada del universo . Sin embargo, no está exento de problemas. [ 7 ] Hoy en día existen numerosas propuestas que cuestionan diversos aspectos del modelo Lambda-CDM. Estas propuestas suelen modificar algunas de las características principales de Lambda-CDM, pero no rechazan el Big Bang.

Universo anisotrópico

La isotropía —la idea de que el universo se ve igual en todas las direcciones— es uno de los supuestos fundamentales de las ecuaciones de Friedmann. Sin embargo, en 2008, científicos que trabajaban con los datos de la sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe afirmaron haber detectado un  flujo de cúmulos a una velocidad de entre 600 y 1000 km/s hacia una región del cielo de 20 grados entre las constelaciones de Centauro y Vela. [ 8 ] Sugirieron que este movimiento podría ser un remanente de la influencia de regiones del universo ya no visibles, anteriores a la inflación. Esta detección es controvertida, y otros científicos han concluido que el universo es isotrópico en gran medida. [ 9 ]

Objeto de halo compacto masivo (MACHO)

Distribución estimada de la materia oscura : el 22 % de la masa del universo y la energía oscura el 74 %, mientras que la materia «normal» constituye solo el 0,4 %. Estimaciones de 2014.

Los agujeros negros solitarios , las estrellas de neutrones , las estrellas enanas extintas y otros objetos masivos difíciles de detectar se conocen colectivamente como MACHOs ; algunos científicos inicialmente esperaban que los MACHOs bariónicos pudieran dar cuenta y explicar toda la materia oscura. [ 10 ] [ 11 ] Sin embargo, se ha acumulado evidencia de que estos objetos no pueden explicar una gran fracción de la masa de materia oscura. [ 12 ]

Materia oscura exótica

En Lambda-CDM, la materia oscura es una forma de materia que interactúa con la materia ordinaria y la luz únicamente a través de efectos gravitacionales. Para producir la estructura a gran escala que observamos hoy, la materia oscura es "fría" (la "C" en Lambda-CDM), es decir, no relativista. La materia oscura no se ha identificado de forma concluyente, y su naturaleza exacta es objeto de un intenso estudio. Las hipotéticas partículas masivas de interacción débil (WIMP), los axiones [ 13 ] y los agujeros negros primordiales [ 14 ] son ​​los principales candidatos a materia oscura, pero existen diversas propuestas, por ejemplo:

Otras teorías intentan explicar la materia oscura y la energía oscura como facetas diferentes del mismo fluido subyacente (véase fluido oscuro ), o plantean la hipótesis de que la materia oscura podría desintegrarse en energía oscura.

Energía oscura exótica

La ecuación de estado de la energía oscura para 4 modelos comunes en función del corrimiento al rojo. Nuestro universo actual se encuentra enz=0{\displaystyle z=0}y la constante cosmológica tienew=−1{\displaystyle w=-1}. [ 15 ] A: Modelo CPL, B: Modelo Jassal, C: Modelo Barboza y Alcañiz, D: Modelo Wetterich

En Lambda-CDM, la energía oscura es una forma desconocida de energía que tiende a acelerar la expansión del universo. Se comprende menos que la materia oscura y es igualmente misteriosa. La explicación más sencilla de la energía oscura es la constante cosmológica (la "Lambda" en Lambda-CDM). Esta es una constante simple que se agrega a las ecuaciones de campo de Einstein para proporcionar una fuerza repulsiva. Hasta ahora, las observaciones son totalmente consistentes con la constante cosmológica, pero dejan espacio para una gran cantidad de alternativas, por ejemplo:

  • La quintaesencia es un campo escalar similar al que impulsó la inflación cósmica poco después del Big Bang. En la quintaesencia, la energía oscura suele variar con el tiempo (a diferencia de la constante cosmológica, que permanece constante).
  • Cosmología inhomogénea . Uno de los supuestos fundamentales del modelo Lambda-CDM es que el universo es homogéneo; es decir, que se ve prácticamente igual independientemente de la ubicación del observador. En el escenario del universo inhomogéneo, la energía oscura observada es un artefacto de medición causado por nuestra ubicación en una región del espacio con menor densidad de materia que el promedio.
  • La energía oscura variable, que es similar a la quintaesencia en que las propiedades de la energía oscura varían con el tiempo (ver figura), pero diferente en que la energía oscura no se debe a un campo escalar.

Alternativas a la relatividad general

La relatividad general, sobre la que se basa la métrica FRW, es una teoría sumamente exitosa que ha superado todas las pruebas observacionales hasta el momento. Sin embargo, a nivel fundamental es incompatible con la mecánica cuántica y, al predecir singularidades , también predice su propia ruptura. Cualquier teoría alternativa de la gravedad implicaría inmediatamente una teoría cosmológica alternativa, ya que Lambda-CDM depende de la relatividad general como supuesto marco teórico. Existen diversas motivaciones para modificar la relatividad general, como eliminar la necesidad de materia oscura o energía oscura, o evitar paradojas como el muro de fuego .

Existen numerosas teorías sobre la gravedad modificada, ninguna de las cuales ha alcanzado una aceptación generalizada, aunque sigue siendo un campo de investigación activo. A continuación, se presentan algunas de las teorías más destacadas.

Universo machiano

Ernst Mach desarrolló una extensión de la relatividad general que proponía que la inercia se debía a los efectos gravitacionales de la distribución de masa del universo. Esto dio lugar a especulaciones sobre las implicaciones cosmológicas de dicha propuesta. Carl Brans y Robert Dicke lograron incorporar el principio de Mach a la relatividad general, lo que permitió obtener soluciones cosmológicas que implicarían una masa variable. La distribución homogénea de la masa del universo daría como resultado un campo aproximadamente escalar que lo impregnaría y serviría como fuente de la constante gravitacional de Newton , creando así una teoría de la gravedad cuántica .

LUNES

La Dinámica Newtoniana Modificada (MOND) es una propuesta relativamente reciente para explicar el problema de la rotación de las galaxias, basada en una variación de la teoría universal de la gravedad de Newton a bajas aceleraciones. Una modificación de la teoría de Newton implicaría también una modificación de la cosmología relativista general, dado que la cosmología newtoniana es el límite de la cosmología de Friedman. Si bien casi todos los astrofísicos actuales rechazan MOND en favor de la materia oscura, un pequeño grupo de investigadores continúa desarrollándola, incorporando recientemente las teorías de Brans-Dicke en tratamientos que intentan explicar las observaciones cosmológicas.

La gravedad tensorial-vectorial-escalar (TeVeS) es una teoría relativista propuesta que es equivalente a la dinámica newtoniana modificada (MOND) en el límite no relativista, la cual pretende explicar el problema de la rotación de las galaxias sin recurrir a la materia oscura. Originada por Jacob Bekenstein en 2004, incorpora diversos campos tensoriales , vectoriales y escalares, tanto dinámicos como no dinámicos.

Un ejemplo de lente gravitacional hallado en los datos de los sondeos DESI Legacy. En DESI-090.9854-35.9683 se observan cuatro conjuntos de imágenes con efecto de lente gravitacional, que corresponden a cuatro galaxias de fondo distintas: desde el arco rojo gigante más externo hasta el arco azul brillante más interno, dispuestas en cuatro círculos concéntricos. Todas ellas están distorsionadas gravitacionalmente —o con efecto de lente— por la galaxia naranja situada en el centro.

El avance de TeVeS sobre MOND es que puede explicar el fenómeno de la lente gravitacional , una ilusión óptica cósmica en la que la materia curva la luz, lo cual ha sido confirmado muchas veces. Un hallazgo preliminar reciente es que puede explicar la formación de estructuras sin CDM, pero requiriendo un neutrino masivo de ~2 eV (también son necesarios para ajustar algunos cúmulos de galaxias , incluido el Cúmulo Bala ). [ 16 ] [ 17 ] Sin embargo, otros autores (ver Slosar, Melchiorri y Silk) [ 18 ] argumentan que TeVeS no puede explicar las anisotropías del fondo cósmico de microondas y la formación de estructuras al mismo tiempo, es decir, descartar esos modelos con alta significancia.

f ( R ) gravedad

La gravedad f ( R ) es una familia de teorías que modifican la relatividad general definiendo una función diferente del escalar de Ricci ( R ). El caso más simple es que la función sea igual al escalar; esto es la relatividad general. Como consecuencia de introducir una función arbitraria, puede haber libertad para explicar la expansión acelerada y la formación de estructuras del Universo sin añadir formas desconocidas de energía oscura o materia oscura. Algunas formas funcionales pueden estar inspiradas en correcciones derivadas de una teoría cuántica de la gravedad . La gravedad f ( R ) fue propuesta por primera vez en 1970 por Hans Adolph Buchdahl [ 19 ] (aunquese usó φ en lugar de f para el nombre de la función arbitraria). Se ha convertido en un campo de investigación activo tras el trabajo de Starobinsky sobre la inflación cósmica . [ 20 ] Una amplia gama de fenómenos puede producirse a partir de esta teoría adoptando diferentes funciones, f ; sin embargo, muchas formas funcionales pueden ahora descartarse por razones observacionales o debido a problemas teóricos patológicos.

Otras alternativas

  • La teoría de Kaluza-Klein postula una dimensión espacial adicional, lo que convierte a nuestro universo en 5D en lugar de las 4D de la Relatividad General. El modelo DGP es uno de los modelos de esta categoría, que afirma poder explicar la energía oscura sin recurrir a una constante cosmológica.
  • La gravedad entrópica describe la gravedad como una fuerza entrópica con homogeneidad a escala macroscópica, pero sujeta a desorden a nivel cuántico. Esta teoría afirma poder eliminar la necesidad de materia oscura, además de proporcionar una explicación natural para la energía oscura.
  • El modelo GRSI modifica la Relatividad General añadiendo términos de autointeracción similares a los de la cromodinámica cuántica, lo que produce un efecto similar al confinamiento de quarks en la gravedad. Se afirma que puede explicar las observaciones sin necesidad de materia oscura ni energía oscura. [ 21 ]
  • La cosmología de ondas de choque , propuesta por Joel Smoller y Blake Temple en 2003, plantea que el "big bang" fue una explosión dentro de un agujero negro, que produjo el volumen en expansión de espacio y materia que incluye el universo observable. Este agujero negro finalmente se convierte en un agujero blanco a medida que la densidad de materia disminuye con la expansión. [ 22 ] Una teoría relacionada propone que la aceleración de la expansión del universo observable, normalmente atribuida a la energía oscura, podría ser causada por un efecto de la onda de choque. [ 23 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ Brown, Michael JI (2013). "'Un funeral a la vez': la negación del Big Bang y la búsqueda de la verdad" . The Conversation . Consultado el 2 de febrero de 2021.
  2. ↑ Consulte la publicación de datos de 2015 de la Colaboración Planck .
  3. ↑ "Carta abierta sobre cosmología" . cosmology.info .
  4. ↑ Hoyle, Fred, El hogar está donde sopla el viento , 1994, 1997, págs. 399–423.
  5. 1 2 3 Burbidge, G., Hoyle, Fred. 1998, ApJ, 509 L1–L3.
  6. ↑ Wright, EL (20 de diciembre de 2010). "Errores en los modelos de estado estacionario y cuasi-SS" . UCLA , Departamento de Física y Astronomía.
  7. ↑ Ver modelo Lambda-CDM#Desafíos .
  8. ^ Kashlinsky, A.; Atrio-Barandela, F.; Kocevski, D.; Ebeling, H. (2009). "Una medición de velocidades peculiares a gran escala de cúmulos de galaxias: detalles técnicos" (PDF) . Astrofia. J.​ 691 (2): 1479–1493 . arXiv : 0809.3733 . Código Bib : 2009ApJ...691.1479K . doi : 10.1088/0004-637X/691/2/1479 . S2CID 11185723 . Archivado desde el original (PDF) el 23 de noviembre de 2018 . Consultado el 15 de julio de 2010 . 
  9. ↑ Saadeh, Daniela (22 de septiembre de 2016). "¿El universo se ve igual en todas las direcciones?" . Consultado el 16 de diciembre de 2016 .
  10. ↑ Alcock, C.; Allsman, RA; Axelrod, TS; Bennett, DP; Cook, KH; Freeman, KC; Griest, K.; Guern, JA; Lehner, MJ; Marshall, SL; Park, H.-S.; Perlmutter, S.; Peterson, BA; Pratt, MR; Quinn, PJ (abril de 1996). "Resultados del primer año del proyecto MACHO en la Gran Nube de Magallanes: la tasa de microlentes y la naturaleza del halo oscuro galáctico". The Astrophysical Journal . 461 : 84. arXiv : astro-ph/9506113 . doi : 10.1086/177039 . ISSN 0004-637X . 
  11. ↑ "Los MACHO podrían quedar descartados como candidatos a materia oscura" . Astronomy.com . 2016. Consultado el 16 de noviembre de 2022 .
  12. ↑ Bertone, Gianfranco; Hooper, Dan (15 de octubre de 2018). "Historia de la materia oscura". Reviews of Modern Physics . 90 (4) 045002. arXiv : 1605.04909 . Bibcode : 2018RvMP...90d5002B . doi : 10.1103/RevModPhys.90.045002 . S2CID 18596513 . 
  13. ↑ STFC (octubre de 2023). "Materia oscura: La búsqueda de lo invisible" . Medium.com . Consultado el 23 de enero de 2024 .
  14. ↑ Villanueva-Domingo, Pablo; Mena, Olga; y Palomares-Ruiz, Sergio (28 de mayo de 2021). "Una breve revisión sobre los agujeros negros primordiales como materia oscura" . Frontiers in Astronomy and Space Sciences . 8 681084. Frontiers Media: 87. arXiv : 2103.12087 . Bibcode : 2021FrASS...8...87V . doi : 10.3389/fspas.2021.681084 .
  15. ↑ Ehsan Sadri, Máster en Astrofísica, Universidad Azad, Teherán, Irán.
  16. ↑ Dodelson, Scott; Liguori, Michele (2006). "[astro-ph/0608602] ¿Puede formarse la estructura cósmica sin materia oscura?". Physical Review Letters . 97 (23) 231301. arXiv : astro-ph/0608602 . Bibcode : 2006PhRvL..97w1301D . doi : 10.1103/PhysRevLett.97.231301 . PMID 17280192 . S2CID 46210047 .  
  17. ↑ Skordis, C.; Mota, DF; Ferreira, PG; Boehm, C. (2006). "[astro-ph/0505519] Estructura a gran escala en la teoría de Bekenstein de la dinámica newtoniana modificada relativista". Physical Review Letters . 96 (11301) 011301. arXiv : astro-ph/0505519 . Bibcode : 2006PhRvL..96a1301S . doi : 10.1103/PhysRevLett.96.011301 . PMID 16486433 . S2CID 46508316 .  
  18. ↑ Slosar, Anze; Melchiorri, Alessandro ; Silk, Joseph (2005). "[astro-ph/0508048] ¿Golpe Boomerang a MOND?". Physical Review D. 72 ( 10) 101301. arXiv : astro-ph/0508048 . Bibcode : 2005PhRvD..72j1301S . doi : 10.1103/PhysRevD.72.101301 .
  19. ↑ Buchdahl, HA (1970). "Lagrangianos no lineales y teoría cosmológica" . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 150 : 1–8 . Bibcode : 1970MNRAS.150....1B . doi : 10.1093/mnras/150.1.1 .
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