Cosmonautas de la autopista, a la manera de los viajeros interplanetarios que observan de lejos el rápido envejecimiento de aquellos que siguen sometidos a las leyes del tiempo terrestre, ¿qué vamos a descubrir al entrar en un ritmo de camellos después de tantos viajes en avión, metro, tren? Julio Cortázar.
Desde Buenos Aires, Argentina

17/9/17 - DJ:

La materia oscura no existe, por ahora

T.E.L: 4 min.

Nuevos resultados de experimentos en busca de materia oscura dieron negativo y forman parte de una ya larga tendencia de restricciones que dejan a los físicos con las manos vacías.




Que la materia oscura no existe es una afirmación tan coherente con el pensamiento científico empírico moderno como la aseveración de que el éter no existe. No hay una forma directa, digamos literal, de probar que no existe algo que no existe. ¿Cómo haríamos para probar que no existen los unicornios? No se puede. Lo que sí se puede es postular cómo serían los unicornios y buscarlos. Si luego de muchas, cada vez más precisas búsquedas, no se encuentra nada, empezamos a pensar que la hipótesis es incorrecta y, en algún momento, la abandonamos, particularmente si entretanto aparecen hipótesis alternativas que puedan ser mejores y obtengan resultados acordes.

Así funciona la ciencia, tanto para los unicornios como para el éter. No hay forma de probar de una vez y para siempre que no hay un medio que lo baña todo en el espacio-tiempo. Pero si se concede que existe y que tiene ciertas características (un modelo) se lo puede buscar. Al éter se lo ha buscado varias veces sin encontrar resultados positivos. Por eso hoy los físicos dicen que no existe. Pero quizás sí exista y es difícil de detectar, cierto?
Pues esta es la postura que prevalece respecto de la materia oscura. La hipótesis de materia no bariónica (es decir, materia que no tiene interacción electromagnética, pero sí gravitatoria) surge de la discrepancia entre la teoría de Newton y varias observaciones de galaxias. Es como si los cosmólogos estuvieran armando un rompecabezas sin tener todas las piezas. Con las piezas que tienen, suponen que la imagen que componen es de una manera. Pero si esa manera es correcta, entonces les falta una pieza (de hecho, varias), pero una pieza resulta indispensable. Y buscan esa pieza que debería tener una parte superior muy oscura y una parte recta. Y la buscan y buscan, sin encontrarla. En algún momento tendrán que pensar que quizás esa pieza no existe, que están equivocados y que la imagen a armar es otra.

Según reporta ScienceNews, varios experimentos que buscan un cierto tipo de materia oscura, llamada WIMPs, partículas masivas con interacción débil, han dado resultados negativos: los experimentos PANDAX-II, XENON1T, SuperCDMS y PICO-60 no han encontrado lo buscado. Sin embargo, no sería del todo cierto considerar a estos resultados como fallidos. Convendría la siguiente analogía: una persona perdió la llave del auto y sabe que no la sacó de la casa. Empieza a buscar en el living, luego en la alcoba, luego en el baño. En cada caso, el resultado es negativo: allí no está. Pero eso también significa que -si partió de la hipótesis correcta, es decir, que no sacó la llave de la casa- entonces está cada vez más cerca de encontrarla. Falta buscar en otros ambientes, pero ya se descartaron varios. Por eso se dice que estos experimentos "restringen" las posibilidades.

¿Cuándo se darán por vencidos? No sólo cuando estos resultados negativos se acumulen más, sino cuando tengan una hipótesis alternativa mejor. Algunos cosmólogos han propuesto que la materia oscura no es ni fría ni caliente, sino tibia, términos de temperatura que en realidad se basan en la manera en que estas partículas interactuarían entre sí. Incluso han aparecido modelos en los que (como ocurre con los neutrinos) habría materia oscura de distintos "sabores" que incluso podrían cambiar de uno a otro (1).

De modo que si alguien espera que estos resultados negativos provoquen un giro tal que se desestime la hipótesis central, que espere sentado porque no va a ocurrir, por ahora.

Por tanto, una cuestión filosófica-lógica de fondo es que no hallar algo no significa necesariamente que no exista. Es posible que no exista, es posible que exista y sea difícil de encontrar.

Otro apunte: incluso si se detectara la materia oscura, ¿cuál sería el mecanismo por el cual habría surgido? No se sabe. No se conoce un mecanismo por el cual existirían tales partículas. Algunos físicos rápidamente podrían refutarme en razón de lo que se ha llamado "el milagro WIMP", ya que si las partículas de materia oscura fueran masivas e interactuantes por la fuerza débil, habría un supuesto "mecanismo" de formación de estas partículas en el universo primigenio (2). Pero más que mecanismo concreto, es una idea bastante abstracta. Y puede que la materia oscura no sean WIMPs, sino quizás surgida de alguna otra fuerza no conocida.

Por tanto: hasta ahora no se detectó materia oscura ni se conoce con claridad un mecanismo por el cual podría formarse. De hecho, es difícil hacer lo segundo sin lo primero, ya que el mecanismo se podría pensar en tanto haya una caracterización de las partículas, para lo cual primero hay que detectarlas.

Y estas dos cuestiones (falta de detección y falta de mecanismo) no ocurren sólo en astronomía, sino que también están presentes en las llamadas seudociencias. Es por esto que para refutar las "ciencias ocultas" no alcanza con marcar su falta de detección o falta de mecanismos, aunque sean aspectos muy importantes. Pero eso lo dejaré para el próximo post.

Vale la pena una reflexión final: el "método" científico, cuando se relata a partir de los experimentos negativos, se puede pensar que no es correcto, que falla. Usando otra metáfora con juegos de mesa: parece que la cosmología está "trabada".

Imagen del juego Trabado, que consiste en quitar la ficha roja por la abertura, sin levantar las fichas, sólo moviéndolas de forma horizontal o vertical y sin sacarlas del borde inferior. Parece imposible, pero no lo es.


Pero en lo básico y general es la misma forma que permitió en los últimos siglos dar pasos gigantescos: Los planetas más exteriores como Urano, Neptuno y el ahora planeta enano Plutón, se descubrieron recién en los siglos XVIII, XIX y XX, respectivamente. Y las galaxias se descubrieron ¡en la década de 1920!
Es decir que durante milenios se desconoció la existencia de galaxias, porque no se habían detectado, pero existían. Pero finalmente se las descubrió. ¿Por qué? Porque se las buscó. Las seudociencias no buscan nada y nada encontrarán. ESA es la diferencia a considerar, más allá de aparentes coincidencias con la ciencia.
En la analogía de los pasatiempos, hacer ciencia es como armar rompecabezas, mientras las seudociencias son como pintar mandalas.

Nota: en el sitio http://www.jigsawplanet.com/ se puede hacer un rompecabezas online (como el de la imagen de inicio) con una imagen elegida por el usuario, con diferente nivel de dificultad y número y forma de piezas. ¡Es muy divertido!

Fuentes y enlaces relacionados
ScienceNews: The results from a slew of experiments are in: Dark matter remains elusive
https://www.sciencenews.org/blog/science-ticker/results-slew-experiments-are-dark-matter-remains-elusive

(1)Jennifer Kile (2013) Flavored Dark Matter: A Review
arXiv:1308.0584 [hep-ph]
https://arxiv.org/abs/1308.0584

Flavour and Dark Matter
Evento en CERN en septiembre 2017
https://indico.cern.ch/event/653347/

(2) The origins of dark matter
http://www.symmetrymagazine.org/article/the-origins-of-dark-matter

Sobre las imágenes
Imagen: Abell 370. Crédito: NASA, ESA, and J. Lotz and the HFF Team (STScI)
de A Lot of Galaxies Need Guarding in this NASA Hubble View
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/a-lot-of-galaxies-need-guarding-in-this-hubble-view

Rompecabezas online con la herramienta de http://www.jigsawplanet.com/


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