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13 septiembre, 2019
Y si no hubiera materia oscura, que? Artículo en la Revista Elemental Watson
Agradezco muchísimo a Herán Miguel y María del Cármen Banus por su invitación a colaborar con este artículo en la revista argentina Elemental Watson, que además cumple 10 años!
La imagen liga al pdf. Que le disfruten!
20 noviembre, 2015
El manzano de la Gravedad
El Manzano de la Gravedad es una representación figurativa de la red de conceptos fundamentales para las teorías de la gravedad desarrolladas durante el siglo XX, y de los autores y publicaciones selectas, ubicados bajo una lógica temporal que muestra relaciones entre teorías y experimentos.
Esta presentación representa una parte del trabajo realizado durante mi estancia en el posgrado de Filosofía de la Ciencia concluida en febrero 2022.
27 agosto, 2013
EXPLICACIÓN A LENTES GRAVITACIONALES EN LA TEORÍA DE GRAVITACIÓN EXTENDIDA
* La teoría modela el grado de deflexión que sufre la luz al pasar cerca de sistemas masivos.
* Proporciona también una descripción de la expansión acelerada del Universo.
* Astrofísicos del IA-UNAM continúan sus avances en materia de gravitación y cosmología.
Los Drs. Sergio Mendoza Ramos y Xavier Hernández Doring y sus colaboradores del Instituto de Astronomía (IA) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), han encontrado una manera coherente de explicar el grado de deflexión de la luz al pasar cerca de una galaxia y de cúmulos de galaxias (efecto conocido como lente gravitacional), utilizando su teoría de gravitación extendida, en lugar de suponer la existencia de materia oscura.
La fenomenología que se observa a nivel astrofísico y cosmológico se explica típicamente suponiendo que existe materia oscura “exótica” en el contexto del modelo estándar de partículas, y una energía oscura de efectos repulsivos, derivada de la teoría de Einstein, pero aún sin detecciones experimentales directas. Los investigadores del IA-UNAM han desarrollado una aproximación dirigida a modificar o extender la teoría de gravitación, que ofrece una explicación alternativa.
Este trabajo, realizado por los investigadores del IA-UNAM en conjunto con el Dr. J.C. Hidalgo y los doctorandos M. en C. T. Bernal y M. en C. L.A. Torres, muestra que su teoría métrica de gravitación extendida es capaz de explicar la dinámica de estrellas y planetas a escalas del sistema solar, de galaxias y de cúmulos de galaxias, así como la deflexión de la luz producida por estos últimos, conocida como efecto de lente gravitacional. Este fenómeno es producido cuando la luz proveniente de objetos muy luminosos y distantes pasa cerca de sistemas muy masivos, como grandes grupos de galaxias, y sufre una desviación aparente en su trayectoria. Los efectos observados son interpretados como producto de la curvatura del espacio-tiempo debido a la distribución de masa observada, y más generalmente constituyen una prueba para la validación de una teoría de gravitación.
Una teoría completa de gravitación debe ser capaz de explicar una gran cantidad de observaciones, incluyendo aquellas a escalas cosmológicas. En una primera aproximación, el Dr. Sergio Mendoza junto con sus estudiantes, el Fís. Diego Carranza y el M. en C. Luis Torres, han mostrado recientemente que la actual expansión del universo puede ser entendida con la misma extensión a la teoría de gravitación propuesta, sin necesidad de materia o energía oscura. El grupo del IA-UNAM continúa así sus investigaciones en pruebas a nivel extragaláctico y cosmológico.
Para que una nueva teoría de gravedad sea exitosa debe explicar satisfactoriamente el movimiento de partículas masivas (como planetas y estrellas), así como el movimiento de aquellas sin masa (como la trayectoria de los rayos luminosos). Uno de los ejemplos más famosos en este contexto fue la predicción de la teoría de Einstein, validada hace casi 100 años, del grado de desviación de la luz al pasar por el limbo solar durante el eclipse total de 1919, así como la explicación de las modificaciones observadas en la órbita del planeta Mercurio.
El fundamento de esta teoría de gravitación radica en el que a una cierta escala el comportamiento de la gravedad cambia, y en que el punto de transición está ligado a la concentración de materia en el sistema. Los sistemas astrofísicos con una alta densidad, como el sistema solar, son bien explicados por la teoría de relatividad general de Einstein; sin embargo, los sistemas mucho más enrarecidos en masa, como las periferias de las galaxias, y el universo mismo como un todo, requieren de un nuevo entendimiento. El comportamiento de sistemas a estas grandes escalas no está en acuerdo con las predicciones derivadas de la relatividad general, a menos que se introduzcan los conceptos de materia y energía oscura, o bien, que se consideren modificaciones a la gravitación, como se propone en estos trabajos.
Referencias:
“Gravitational lensing with f(χ)=χ^{3/2} gravity in accordance with astrophysical observations”
S. Mendoza, T. Bernal, X. Hernández, J.C. Hidalgo, L.A. Torres
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (19 de junio 2013), Oxford University Press.
Preimpresión disponible en http://dx.doi.org/10.1093/mnras/stt752
Lecturas adicionales:
“A Phase Space Diagram for Gravity”
X. Hernandez
Entropy, mayo 2012
www.mdpi.com/1099-4300/14/5/848
"A natural approach to extended Newtonian gravity: tests and predictions across astrophysical scales",
S. Mendoza, X. Hernandez, J.C. Hidalgo & T. Bernal (2011),
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 411 p.226-234. Preimpresión disponible en arxiv.org/abs/1006.5037
"Recovering MOND from extended metric theories of gravity",
T. Bernal, S. Capozziello, J.C. Hidalgo & S. Mendoza (2012),
European Physical Journal C 71:1794. Preimpresión disponible en arxiv.org/abs/1108.5588
"Extending Cosmology: The Metric Approach",
S. Mendoza (2012),
Open Questions in Cosmology, InTech, disponible en: intechopen.com/books/open-questions-in-cosmology/extending-cosmology-the-metric-approach
"A cosmological dust model with extended f(x) gravity"
D.A. Carranza, S. Mendoza, y L.A. Torres (2013)
European Physical Journal 73:2282
Preimpresión disponible en arxiv.org/pdf/1208.2502
Boletín del IA-UNAM
* Proporciona también una descripción de la expansión acelerada del Universo.
* Astrofísicos del IA-UNAM continúan sus avances en materia de gravitación y cosmología.
Los Drs. Sergio Mendoza Ramos y Xavier Hernández Doring y sus colaboradores del Instituto de Astronomía (IA) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), han encontrado una manera coherente de explicar el grado de deflexión de la luz al pasar cerca de una galaxia y de cúmulos de galaxias (efecto conocido como lente gravitacional), utilizando su teoría de gravitación extendida, en lugar de suponer la existencia de materia oscura.
La fenomenología que se observa a nivel astrofísico y cosmológico se explica típicamente suponiendo que existe materia oscura “exótica” en el contexto del modelo estándar de partículas, y una energía oscura de efectos repulsivos, derivada de la teoría de Einstein, pero aún sin detecciones experimentales directas. Los investigadores del IA-UNAM han desarrollado una aproximación dirigida a modificar o extender la teoría de gravitación, que ofrece una explicación alternativa.
Este trabajo, realizado por los investigadores del IA-UNAM en conjunto con el Dr. J.C. Hidalgo y los doctorandos M. en C. T. Bernal y M. en C. L.A. Torres, muestra que su teoría métrica de gravitación extendida es capaz de explicar la dinámica de estrellas y planetas a escalas del sistema solar, de galaxias y de cúmulos de galaxias, así como la deflexión de la luz producida por estos últimos, conocida como efecto de lente gravitacional. Este fenómeno es producido cuando la luz proveniente de objetos muy luminosos y distantes pasa cerca de sistemas muy masivos, como grandes grupos de galaxias, y sufre una desviación aparente en su trayectoria. Los efectos observados son interpretados como producto de la curvatura del espacio-tiempo debido a la distribución de masa observada, y más generalmente constituyen una prueba para la validación de una teoría de gravitación.
Una teoría completa de gravitación debe ser capaz de explicar una gran cantidad de observaciones, incluyendo aquellas a escalas cosmológicas. En una primera aproximación, el Dr. Sergio Mendoza junto con sus estudiantes, el Fís. Diego Carranza y el M. en C. Luis Torres, han mostrado recientemente que la actual expansión del universo puede ser entendida con la misma extensión a la teoría de gravitación propuesta, sin necesidad de materia o energía oscura. El grupo del IA-UNAM continúa así sus investigaciones en pruebas a nivel extragaláctico y cosmológico.
Para que una nueva teoría de gravedad sea exitosa debe explicar satisfactoriamente el movimiento de partículas masivas (como planetas y estrellas), así como el movimiento de aquellas sin masa (como la trayectoria de los rayos luminosos). Uno de los ejemplos más famosos en este contexto fue la predicción de la teoría de Einstein, validada hace casi 100 años, del grado de desviación de la luz al pasar por el limbo solar durante el eclipse total de 1919, así como la explicación de las modificaciones observadas en la órbita del planeta Mercurio.
El fundamento de esta teoría de gravitación radica en el que a una cierta escala el comportamiento de la gravedad cambia, y en que el punto de transición está ligado a la concentración de materia en el sistema. Los sistemas astrofísicos con una alta densidad, como el sistema solar, son bien explicados por la teoría de relatividad general de Einstein; sin embargo, los sistemas mucho más enrarecidos en masa, como las periferias de las galaxias, y el universo mismo como un todo, requieren de un nuevo entendimiento. El comportamiento de sistemas a estas grandes escalas no está en acuerdo con las predicciones derivadas de la relatividad general, a menos que se introduzcan los conceptos de materia y energía oscura, o bien, que se consideren modificaciones a la gravitación, como se propone en estos trabajos.
Referencias:
“Gravitational lensing with f(χ)=χ^{3/2} gravity in accordance with astrophysical observations”
S. Mendoza, T. Bernal, X. Hernández, J.C. Hidalgo, L.A. Torres
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (19 de junio 2013), Oxford University Press.
Preimpresión disponible en http://dx.doi.org/10.1093/mnras/stt752
Lecturas adicionales:
“A Phase Space Diagram for Gravity”
X. Hernandez
Entropy, mayo 2012
www.mdpi.com/1099-4300/14/5/848
"A natural approach to extended Newtonian gravity: tests and predictions across astrophysical scales",
S. Mendoza, X. Hernandez, J.C. Hidalgo & T. Bernal (2011),
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 411 p.226-234. Preimpresión disponible en arxiv.org/abs/1006.5037
"Recovering MOND from extended metric theories of gravity",
T. Bernal, S. Capozziello, J.C. Hidalgo & S. Mendoza (2012),
European Physical Journal C 71:1794. Preimpresión disponible en arxiv.org/abs/1108.5588
"Extending Cosmology: The Metric Approach",
S. Mendoza (2012),
Open Questions in Cosmology, InTech, disponible en: intechopen.com/books/open-questions-in-cosmology/extending-cosmology-the-metric-approach
"A cosmological dust model with extended f(x) gravity"
D.A. Carranza, S. Mendoza, y L.A. Torres (2013)
European Physical Journal 73:2282
Preimpresión disponible en arxiv.org/pdf/1208.2502
Boletín del IA-UNAM
12 marzo, 2012
Astrónomos de la UNAM muestran el límite de validez de la gravitación clásica con un experimento crucial
- Analizando sistemas de estrellas binarias, los universitarios muestran que la Ley Universal de Newton no es válida en sistemas de bajísima aceleración.
- Se trata de un caso de baja masa y baja aceleración en el que la hipótesis de materia oscura no aplica.
- Los resultados ponen seriamente en duda la existencia de la hipotética materia oscura.
Hasta ahora, las inconsistencias entre los pronósticos de la Ley clásica de gravitación y los fenómenos observados solamente habían sido observadas a escalas galácticas y extragalácticas, en donde se observa, entre otras cosas, que el movimiento de rotación de las galaxias es correspondiente a una fuerza gravitacional mayor que la que produce la materia visible.
Por más de 30 años se ha pretendido explicar dichas inconsistencias mediante la hipótesis de la materia oscura, materia que no se observa pero que generaría suficiente fuerza gravitacional para mantener unidos sistemas muy masivos como las galaxias.
El Dr. Hernández Doring se propuso analizar un caso a escala estelar, en donde la hipótesis de la materia oscura no tiene entrada: el caso de las estrellas binarias abiertas que giran en torno al centro de gravedad del par. Seleccionó primeramente el catálogo SLoWPoKES, hecho con datos del telescopio Sloan que contiene poco más de 1,200 pares de binarias abiertas con sus velocidades propias, distancias y separaciones angulares, y graficó sus separaciones contra sus velocidades relativas encontrando una clara discrepancia con la predicción clásica.
Las estrellas binarias abiertas seleccionadas están separadas por distancias mayores a las 1,000 unidades astronómicas (UA) —el equivalente a la separación entre el Sol y el cinturón de Kuiper disperso que rodea el Sistema Solar—, y hasta el millón de UA. Dos estrellas similares en masa al Sol, separadas 7000 UA o más, ejercen la una hacia la otra una aceleración pequeñísima, menor a 0.00000000012m/s2. Esta aceleración (a0=1.2×10−10 m/s2), llamada de Milgrom, es ya característica de los sistemas “latosos” que no cumplen con la Ley clásica de gravitación. En estos sistemas, así como en los galácticos, las velocidades son mucho menores a la de la luz, por lo que las predicciones newtonianas son indistinguibles de las de la relatividad de Einstein.
Hernández no sólo encontró que el punto en que la predicción clásica y la observación divergente corresponde a la aceleración de Milgrom, sino que las estrellas sujetas a baja aceleración mantienen, a partir de dicho punto, una velocidad orbital constante. Esto confirma las predicciones hechas por las teorías de gravedad modificada, según las cuales a aceleraciones menores a a0la fuerza decrece más lentamente de lo predicho clásicamente, permitiendo así explicar las observaciones galácticas y cosmológicas sin necesidad de invocar a la misteriosa materia oscura.
La Doctora Christine Allen, decana del Instituto de Astronomía y experta en estrellas binarias verificó la validez del catálogo, mientras que la estudiante de doctorado, Alejandra Jiménez estuvo a cargo de los cálculos.
Con el fin de descartar un error sistemático en su análisis, Allen buscó otro catálogo independiente, el catálogo de estrellas realizado por el satélite astrométrico Hiparcos que contiene velocidades y paralajes de más de 2.5 millones de estrellas con un error mucho menor al catálogo SLoWPoKES. Al analizar estas nuevas binarias, Hernández encontró el mismo comportamiento: la velocidad orbital entre cuerpos sujetos a aceleraciones menores a la de Milgrom se mantiene constante conforme la distancia aumenta. Esto implica también que dos de las leyes de Kepler no son válidas en estos ámbitos: las órbitas ya no son elípticas y el periodo orbital se vuelve proporcional al radio de la órbita.
Así como la precesión del perihelio de Mercurio marcó el límite de validez de la gravitación de Newton a escalas de velocidad en las que ésta deja de ser despreciable con respecto a la de la luz, este descubrimiento señala el límite de validez de la gravitación newtoniana a escalas de aceleración menores a a0.
El artículo a publicarse puede consultarse en la página
http://arxiv.org/abs/1105.1873
30 noviembre, 2011
Astrofísicos de la UNAM formulan una versión relativista de la Gravitación Extendida
Boletín de prensa (original)... 28.11. 2011
Sergio Mendoza, Instituto de Astronomía, UNAM
Redacción: Mariana Espinosa Aldama
- El trabajo complementa la propuesta no relativista de modificar la Ley de Gravitación Universal de Newton difundida en septiembre de 2010.
- La teoría métrica de la relatividad extendida está planteada para partículas que sufren aceleraciones sumamente bajas sin necesidad de invocar materia oscura.
- Por vez primera se encuentra una manera de determinar la curvatura del espacio por la presencia de masas directamente de observaciones astronómicas a escalas galácticas y mayores.
Los astrofísicos Sergio Mendoza, Tula Bernal y Juan Carlos Hidalgo del Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México, con la colaboración del astrofísico italiano Salvatore Capozziello de la Universidad Federico II de Nápoles elaboraron una teoría métrica relativista que describe el comportamiento de partículas bajo el influjo de fuerzas gravitacionales muy débiles como aquellas sentidas a escalas galácticas.
El trabajo responde a la necesidad de dar una solución relativista a la teoría de gravitación que no requiera de materia oscura, la cual ha sido utilizada por la mayoría de los astrofísicos para intentar explicar múltiples fenómenos galácticos y cosmológicos sin lograr a la fecha resultados enteramente satisfactorios.
El grupo de investigadores ha trabajado por más de un año buscando ampliar la teoría de Gravitación Extendida, dada a conocer a mediados de 2010, que propone una modificación a la Ley de Gravitación Universal de Newton y que explica la dinámica de sistemas estelares y galácticos.
Las partes externas de sistemas muy masivos con extensiones galácticas sienten una fuerza de atracción mayor a la prevista por las teorías de Newton y Einstein. En esas regiones la aceleración sufrida por los cuerpos es menor a la llamada aceleración de Milgrom a0 =1 .2 ×1 0 − 1 0 m / s 2 , la cual se presenta ahora como una nueva constante fundamental de la naturaleza. La Gravitación Extendida toma como base una nueva escala de masa-longitud, la cual es proporcional al cociente de la masa entre el cuadrado de la distancia. Tomando en cuenta estos parámetros, junto con la velocidad de la luz, los científicos han construido una teoría métrica relativista para aquellos objetos que experimentan muy bajas aceleraciones. De tal suerte que la nueva teoría deriva naturalmente en la gravitación extendida newtoniana para partículas que viajan a velocidades sublumínicas y en la gravitación relativista de Einstein para escalas subgalácticas, donde la masa-longitud es grande.
Desde hace más de 30 años, se han venido observando una serie de comportamientos inesperados en múltiples sistemas estelares y galácticos. En general, los movimientos de las estrellas que se encuentran en las afueras de las galaxias y de los cúmulos globulares, así como los de las galaxias pertenecientes a grandes supercúmulos, son mucho mayores a lo predicho por las leyes clásicas de gravedad de Newton y Einstein. De tal manera que la fuerza centrífuga que debieran sentir habría ya dispersado dichos sistemas. Como esto no ha sucedido, se infiere que existe una mayor fuerza gravitacional que los mantiene unidos. A nivel cosmológico también se observan anomalías en las llamadas lentes gravitacionales y la acelerada expansión del Universo. Para explicar estas últimas es que se requiere una nueva teoría relativista.
Tres corrientes de pensamiento han buscado explicar estos fenómenos. La más popular a nivel mundial ha sido inferir la existencia de gran cantidad de materia exótica que no observamos pero que genera tal fuerza gravitatoria. La segunda, conocida como MOND (Modified Newtonian Dynamics) propone modificar la reacción dinámica en la segunda ley de Newton, para sistemas sujetos a bajas aceleraciones. La corriente alterna de Gravitación Extendida propone mantener la definición dada por la segunda ley, y ajustar así la correcta fuerza de gravitación a partir de observaciones astronómicas. Algo que da confianza a los partidarios de la gravitación extendida es que todas las anomalías aparecen justamente cuando los sistemas sufren aceleraciones menores que a0 . Por otro lado, las teorías de materia oscura pierden día con día credibilidad al requerir múltiples ajustes a d h o c para cada tipo de sistema y al no poder ser ésta detectada experimentalmente. Ejemplo de ello son los resultados negativos del super acelerador de partículas LHC ubicado en Ginebra, Suiza.
Con todo esto lo que los científicos mexicanos e italianos han hecho es encontrar cómo se curva el espacio por la presencia de masas directamente de observaciones astronómicas, a diferencia de las aproximaciones puramente teóricas propias de otras teorías gravitacionales como las supercuerdas o la gravitación cuántica. Han pasado ya 95 años desde que Albert Eisntein y el matemático David Hilbert formularon una teoría relativista de cómo el espacio se curvaba debido a la presencia de masas, utilizando observaciones del movimiento de los planetas alrededor del Sol. Hoy, el equipo de Mendoza ha repetido esta notable hazaña utilizando una extensa recopilación de observaciones en diversos ambientes astronómicos.
La teoría métrica de gravitación relativista extendida, como le llaman sus creadores, será publicada próximamente en la revista European Physical Journal C. Los investigadores continuarán trabajando intensamente en completar dicha teoría, así como en determinar las consecuencias astrofísicas y cosmológicas que pueda tener.
"Recovering MOND from extended metric theories of gravity." T. Bernal, S. Capozziello, J.C. Hidalgo, S. Mendoza. 7 pp. Published in Eur.Phys.J. C71 (2011) 1794
http://arxiv.org/abs/1108.5588
Sergio Mendoza, Instituto de Astronomía, UNAM
Redacción: Mariana Espinosa Aldama
- El trabajo complementa la propuesta no relativista de modificar la Ley de Gravitación Universal de Newton difundida en septiembre de 2010.
- La teoría métrica de la relatividad extendida está planteada para partículas que sufren aceleraciones sumamente bajas sin necesidad de invocar materia oscura.
- Por vez primera se encuentra una manera de determinar la curvatura del espacio por la presencia de masas directamente de observaciones astronómicas a escalas galácticas y mayores.
Esquema que muestra la curvatura del espacio sufrida por la presencia de una galaxia según la teoría de relatividad de Einstein (superficie roja) y la curvatura obtenida con la Gravitación Extendida Relativista de Mendoza (superficie azul) y sus colaboradores. Ambas teorías predicen la misma curvatura y son indistinguibles en las zonas centrales de la galaxia. sin embargo, en las partes externas, la curvatura producida según la gravitación de Einstein (colores rojos) se aplana más fuertemente que la predicha por la gravitación extendida (colores azules).
Los astrofísicos Sergio Mendoza, Tula Bernal y Juan Carlos Hidalgo del Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México, con la colaboración del astrofísico italiano Salvatore Capozziello de la Universidad Federico II de Nápoles elaboraron una teoría métrica relativista que describe el comportamiento de partículas bajo el influjo de fuerzas gravitacionales muy débiles como aquellas sentidas a escalas galácticas.
El trabajo responde a la necesidad de dar una solución relativista a la teoría de gravitación que no requiera de materia oscura, la cual ha sido utilizada por la mayoría de los astrofísicos para intentar explicar múltiples fenómenos galácticos y cosmológicos sin lograr a la fecha resultados enteramente satisfactorios.
El grupo de investigadores ha trabajado por más de un año buscando ampliar la teoría de Gravitación Extendida, dada a conocer a mediados de 2010, que propone una modificación a la Ley de Gravitación Universal de Newton y que explica la dinámica de sistemas estelares y galácticos.
Las partes externas de sistemas muy masivos con extensiones galácticas sienten una fuerza de atracción mayor a la prevista por las teorías de Newton y Einstein. En esas regiones la aceleración sufrida por los cuerpos es menor a la llamada aceleración de Milgrom a0 =1 .2 ×1 0 − 1 0 m / s 2 , la cual se presenta ahora como una nueva constante fundamental de la naturaleza. La Gravitación Extendida toma como base una nueva escala de masa-longitud, la cual es proporcional al cociente de la masa entre el cuadrado de la distancia. Tomando en cuenta estos parámetros, junto con la velocidad de la luz, los científicos han construido una teoría métrica relativista para aquellos objetos que experimentan muy bajas aceleraciones. De tal suerte que la nueva teoría deriva naturalmente en la gravitación extendida newtoniana para partículas que viajan a velocidades sublumínicas y en la gravitación relativista de Einstein para escalas subgalácticas, donde la masa-longitud es grande.
Desde hace más de 30 años, se han venido observando una serie de comportamientos inesperados en múltiples sistemas estelares y galácticos. En general, los movimientos de las estrellas que se encuentran en las afueras de las galaxias y de los cúmulos globulares, así como los de las galaxias pertenecientes a grandes supercúmulos, son mucho mayores a lo predicho por las leyes clásicas de gravedad de Newton y Einstein. De tal manera que la fuerza centrífuga que debieran sentir habría ya dispersado dichos sistemas. Como esto no ha sucedido, se infiere que existe una mayor fuerza gravitacional que los mantiene unidos. A nivel cosmológico también se observan anomalías en las llamadas lentes gravitacionales y la acelerada expansión del Universo. Para explicar estas últimas es que se requiere una nueva teoría relativista.
Tres corrientes de pensamiento han buscado explicar estos fenómenos. La más popular a nivel mundial ha sido inferir la existencia de gran cantidad de materia exótica que no observamos pero que genera tal fuerza gravitatoria. La segunda, conocida como MOND (Modified Newtonian Dynamics) propone modificar la reacción dinámica en la segunda ley de Newton, para sistemas sujetos a bajas aceleraciones. La corriente alterna de Gravitación Extendida propone mantener la definición dada por la segunda ley, y ajustar así la correcta fuerza de gravitación a partir de observaciones astronómicas. Algo que da confianza a los partidarios de la gravitación extendida es que todas las anomalías aparecen justamente cuando los sistemas sufren aceleraciones menores que a0 . Por otro lado, las teorías de materia oscura pierden día con día credibilidad al requerir múltiples ajustes a d h o c para cada tipo de sistema y al no poder ser ésta detectada experimentalmente. Ejemplo de ello son los resultados negativos del super acelerador de partículas LHC ubicado en Ginebra, Suiza.
Con todo esto lo que los científicos mexicanos e italianos han hecho es encontrar cómo se curva el espacio por la presencia de masas directamente de observaciones astronómicas, a diferencia de las aproximaciones puramente teóricas propias de otras teorías gravitacionales como las supercuerdas o la gravitación cuántica. Han pasado ya 95 años desde que Albert Eisntein y el matemático David Hilbert formularon una teoría relativista de cómo el espacio se curvaba debido a la presencia de masas, utilizando observaciones del movimiento de los planetas alrededor del Sol. Hoy, el equipo de Mendoza ha repetido esta notable hazaña utilizando una extensa recopilación de observaciones en diversos ambientes astronómicos.
La teoría métrica de gravitación relativista extendida, como le llaman sus creadores, será publicada próximamente en la revista European Physical Journal C. Los investigadores continuarán trabajando intensamente en completar dicha teoría, así como en determinar las consecuencias astrofísicas y cosmológicas que pueda tener.
"Recovering MOND from extended metric theories of gravity." T. Bernal, S. Capozziello, J.C. Hidalgo, S. Mendoza. 7 pp. Published in Eur.Phys.J. C71 (2011) 1794
http://arxiv.org/abs/1108.5588
Diagrama que muestra el ámbito en el cual se ubican los distintos sistemas estelares y galácticos según el cambio de escala masa-longitud “x” y la velocidad de la luz “c”. Infografía: Mariana Espinosa Aldama.
07 julio, 2010
En el prefacio a los Principia de Mr. Roger Cotes
The Mathematical Principles of Natural Philosophy (1729)
by Isaac Newton
The Preface of Mr. Roger Cotes
To the Second Edition of this Work,
so far as it relates to the Inventions and Discoveries herein contained.
by Isaac Newton
The Preface of Mr. Roger Cotes
To the Second Edition of this Work,
so far as it relates to the Inventions and Discoveries herein contained.
"THOSE who have treated of natural pilosophy, may be nearly reduced to three classes. Of these some have been attributed to the several species of things, specific and occult qualities; on which, in a manner unknown, they make the operations of the several bodies to depend. The sum of the doctrine of the Schools derived from Aristotle and the Peripatetics is herein contained. They affirm that the several effects of the bodies arise from the particular natures of those bodies [xv] arise from the particular natures of those bodies. But whence it is that bodies derive those natures they don't tell us; and therefore they tell us no thing. And beings entirely employed in giving names to things, and not in searching into things themselves, we may lay that they have invented a philosophical way of speaking, but not that they have made known to us true philosophy.
Others therefore by laying aside that useless heap of words. Thought to employ their pains to better purpose. These suppoſed all matter homogeneous, and that the variety of forms which is seen in bodies arises from some very plain and simple affections of the component particles. And by going on from simple things to those which are more compounded they certainly proceed right; if they attribute no other properties to those primary affections of the particles than Nature has done. But when they take a liberty of imagining at pleasure unknown figures and magnitudes, and uncertain situations and motion of the parts; and moreover of supposing occult, freely pervading the pores of bodies, endued with an all-performing subtilty, and agitated, with occult motions; they now run out into dreams and chimera's, and neglect the true constitution of things; which certainly is not to be expected from fallacious conjectures, when we can scarce reach it by the most certain observations. Those who fetch from by hypotheses the foundation on which they build their speculations, may form indeed an ingenious romance, but a romance it will still be.
There is left then the third class, which prosess experimental philosophy. These indeed derive the causes of all things from the most simple principles [ xvi ] possible; but then they assume nothing as a principle, that is not proved by phenomena. They frame no hypotheses, nor receive them into philosophy otherwise than as questions whose truth may be disputed. They proceed therefore in a two-fold method, synthetical and analytical. From some select phenomena they deduce by analysis the forces of nature, and the more simple laws of forces; and from thence by synthesis shew the constitution of the rest. This is that incomparably best way of philosophizing, which our renowned author most justly embraced before the rest; and thought alone worthy to be cultivated and adorned by his excellent labours. Of this he has given us a most illustrious example. By the explication of the System of the World, most happily deduced from the Theory of Gravity. That the virtue of gravity was found in all bodies, others suspected, or imagined before him; but he was the only and the first philosopher that could demonstrate it from appearances, and make it a solid foundation to the most noble speculations."
Others therefore by laying aside that useless heap of words. Thought to employ their pains to better purpose. These suppoſed all matter homogeneous, and that the variety of forms which is seen in bodies arises from some very plain and simple affections of the component particles. And by going on from simple things to those which are more compounded they certainly proceed right; if they attribute no other properties to those primary affections of the particles than Nature has done. But when they take a liberty of imagining at pleasure unknown figures and magnitudes, and uncertain situations and motion of the parts; and moreover of supposing occult, freely pervading the pores of bodies, endued with an all-performing subtilty, and agitated, with occult motions; they now run out into dreams and chimera's, and neglect the true constitution of things; which certainly is not to be expected from fallacious conjectures, when we can scarce reach it by the most certain observations. Those who fetch from by hypotheses the foundation on which they build their speculations, may form indeed an ingenious romance, but a romance it will still be.
There is left then the third class, which prosess experimental philosophy. These indeed derive the causes of all things from the most simple principles [ xvi ] possible; but then they assume nothing as a principle, that is not proved by phenomena. They frame no hypotheses, nor receive them into philosophy otherwise than as questions whose truth may be disputed. They proceed therefore in a two-fold method, synthetical and analytical. From some select phenomena they deduce by analysis the forces of nature, and the more simple laws of forces; and from thence by synthesis shew the constitution of the rest. This is that incomparably best way of philosophizing, which our renowned author most justly embraced before the rest; and thought alone worthy to be cultivated and adorned by his excellent labours. Of this he has given us a most illustrious example. By the explication of the System of the World, most happily deduced from the Theory of Gravity. That the virtue of gravity was found in all bodies, others suspected, or imagined before him; but he was the only and the first philosopher that could demonstrate it from appearances, and make it a solid foundation to the most noble speculations."
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