Teoría TeVeS: explicación de la gravitación, cosmología y materia oscura, una alternativa que desafía la teoría de la relatividad general y el modelo estándar.
Teoría TeVeS | Gravitación, Cosmología y Materia Oscura
La teoría TeVeS (Tensor-Vector-Scalar o Teoría de Campos Tensorial, Vectorial y Escalar) es una teoría propuesta en 2004 por el físico Jacob Bekenstein como una alternativa a la teoría de la relatividad general. Esta teoría busca explicar algunas discrepancias observadas en la dinámica de estructuras cósmicas sin recurrir a la hipótesis de la materia oscura.
Contexto y Motivación
La relatividad general de Einstein ha sido extremadamente exitosa en explicar fenómenos gravitatorios a diversas escalas, desde planetas hasta galaxias. Sin embargo, a escalas cosmológicas, existen discrepancias que no pueden ser explicadas únicamente con la materia y energía visibles.
Una de estas discrepancias es la velocidad de rotación de las galaxias. Según la relatividad general y la cantidad observable de materia, las estrellas en la periferia de las galaxias deberían rotar más lentamente que las más cercanas al centro. Sin embargo, las observaciones muestran que estas estrellas rotan a mayor velocidad de lo esperado. Para explicar este fenómeno, generalmente se introduce la idea de una materia oscura, una forma de materia que no interactúa con la luz y que constituye casi el 85% de la masa del Universo.
Aunque la materia oscura es la solución preferida en el modelo cosmológico estándar (Lambda/CDM), no ha sido detectada directamente, lo que lleva a algunos físicos a considerar otras teorías. Es aquí donde entra en juego TeVeS.
Fundamentos de TeVeS
TeVeS surge como una modificación de la Dinámica Newtoniana Modificada (MOND), propuesta por Mordehai Milgrom en los años 80. MOND sugiere que la ley de la gravedad de Newton se modifica a muy bajas aceleraciones, típicamente en los márgenes exteriores de las galaxias. Sin embargo, MOND no es una teoría relativista; ahí es donde entra TeVeS, proporcionando un marco relativista completo.
Componentes Básicos de TeVeS
TeVeS incorpora tres tipos de campos:
Estos tres campos interactúan para modificar las ecuaciones de campo de Einstein y proporcionar una nueva descripción de la gravedad que no requiere la presencia de materia oscura.
Ecuaciones de Campo en TeVeS
Las ecuaciones de campo en TeVeS se derivan de un principio variacional modificado. La acción total S es una suma de varias contribuciones:
La acción del campo métrico Sg está dada por:
donde G es la constante gravitacional, R es el escalar de Ricci y Λ es la constante cosmológica.
La incorporación del campo escalar (Ss) y el campo vectorial (SA) conduce a ecuaciones adicionales que se suman a las ecuaciones de campo de Einstein. Esto modifica la geometría del espacio-tiempo de una manera que puede replicar los efectos atribuibles a la materia oscura.
Aplicaciones y Comprobaciones
TeVeS ha sido utilizada para explicar una variedad de fenómenos astrofísicos y cosmológicos:
Es importante mencionar que mientras TeVeS puede reproducir muchos de los fenómenos que la teoría de la materia oscura explica, hay áreas en las que enfrenta dificultades, y recientemente, han surgido críticas rigurosas sobre su eficacia en ciertos contextos.
(h2) Materia Oscura vs. TeVeS en la Promoción Teórica (h2)
Ajá