¿Es la lente gravitatoria una buena manera de buscar masa negativa?

¿Es posible verificar la masa negativa con lentes gravitacionales? El siguiente video propone una idea de que las galaxias están rodeadas de masa negativa: https://youtu.be/MZtS7cBMIc4

¿Podría esto ser probado o refutado mirando las lentes gravitatorias de las galaxias distantes, mirando las imágenes del Campo Profundo del Hubble? Esperaría que si la masa negativa rodeara una galaxia, debería causar el efecto opuesto de la galaxia de masa positiva. Si hay una masa negativa circundante, debe haber un efecto de lente "anti" justo fuera del efecto de lente normal. ¿Alguien podría realizar este análisis y confirmar o desmentir esa idea?

Editar: en la siguiente imagen, y otras, he mirado para ver si podía ver ese efecto más lejos de la fuente visualmente, y es difícil saberlo. Hay tantas galaxias al frente que no se ven afectadas por la lente. Puede ser necesario un análisis informático de las imágenes que rodean el efecto de "anillo" para ver si hay un "efecto radial" alrededor del anillo. La mayoría de las imágenes probablemente no muestren lo suficiente del área circundante donde se produce el efecto radial como se predijo en el artículo de Izumi et al. (2013)sería aparente. Si esto está presente, creo que indica una masa negativa que rodea a la masa positiva, ¡y sería un gran descubrimiento que confirmaría la masa negativa! Si está ausente, probablemente mostraría que al menos no hay una cantidad significativa de masa negativa agrupada alrededor de las galaxias (no sería una refutación total de la masa negativa).

Imagen de: Galaxias - Lentes Gravitacionales Galaxias - Lentes Gravitacionales

¿Viniste del video de Action Lab? Bromas aparte, los videos marginales de YouTube rara vez representan el estado del arte en ciencia. Las masas negativas no son predichas ni admitidas por ninguna teoría física que yo conozca. Eso es diferente para las masas imaginarias, cuyos taquiones son admitidos por GR, pero violan otra física.
@AtmosphericPrisonEscape - De hecho, sí 😁. Estaba pensando que si está ahí afuera como el video al que se hace referencia habla sobre las galaxias, deberíamos poder verlo con lentes gravitacionales. Esta puede ser una buena manera de probarlo o refutarlo.
Primero tendrías que desarrollar una teoría de cómo GR se aplica a la masa negativa. Dado que eso no puede suceder, no, no puede probar a través de lentes gravitacionales.
@CarlWitthoft Afaik GR puede describir la masa negativa : "Todas estas son violaciones de una u otra variante de la condición de energía positiva de la teoría general de la relatividad de Einstein; sin embargo, la condición de energía positiva no es una condición requerida para la consistencia matemática de la teoría ." Por lo tanto, la condición de energía positiva es simplemente un postulado en GR y sus matemáticas funcionarían incluso sin ella.
@peterh: Muchas cosas son posibles en teorías consistentes, que luego no están de acuerdo con las observaciones.
Una búsqueda rápida en Google mostró este artículo de arXiv de Koji Izumi et al. eso parece que sería relevante para esta discusión. Sin embargo, GR no es mi área de especialización.
@AtmosphericPrisonEscape Es cierto, pero no sequitur. Si existiera una masa negativa, y se comportara como lo describen las matemáticas GR, y hubiera suficiente masa negativa en el Universo para detectarla, entonces podríamos encontrarla con lentes gravitacionales. Por cierto, no estoy seguro, pero AFAIK, la energía oscura se comporta como una masa negativa distribuida aproximadamente constantemente que impregna todo el Universo.
La Universidad de Cornell tiene un buen artículo arxiv.org/abs/1305.5037
@mistertribs ¡Parece que las lentes gravitacionales son de hecho una forma de buscar masa negativa!
Quien haya votado para cerrar esta pregunta porque se trata de Ciencias de la Tierra debe explicar cómo las lentes gravitacionales y la masa negativa son asuntos de Ciencias de la Tierra. O tal vez un moderador necesita investigar el uso frívolo o incompetente de los VTC...
@peterh Nunca había pensado en eso antes, pero es interesante y suena legítimo. La masa negativa distribuida uniformemente se comportaría como la energía oscura. . . pero, ¿no se atraería esa masa negativa creando grumos? Es la propagación uniforme lo que sugiere que es un campo, no partículas (eh, creo) O, tal vez no. No importa. física.stackexchange.com/questions/44934/…

Respuestas (3)

Esto fue discutido en un artículo reciente de un cosmólogo de Oxford: https://arxiv.org/abs/1712.07962

Afirma que ya ha habido algunas detecciones de masa negativa utilizando lentes gravitacionales:

De hecho, se han discutido en la literatura “resultados desconcertantes” en grupos como masas negativas (Andreon, Punzi y Grado 2005). Por ejemplo, las observaciones de Chandra del cúmulo fusionado Abell 2034 encontraron indicios de una masa negativa y, por lo tanto, no trazaron esos datos (Kempner, Sarazin y Markevitch 2003), las regiones del perfil de masa en la galaxia NGC 4636 produjeron masas negativas "no físicas". (Johnson et al. 2009), en el grupo de galaxias NGC 3411, se encontró que la masa total disminuye con el aumento del radio, lo que requiere material con masa negativa (O'Sullivan et al. 2007), mediciones de cúmulos de galaxias utilizando Sloan Digital Sky Survey arrojó datos que indican una masa negativa en cúmulos pobres con menos de cinco galaxias (Hansen et al. 2005),

Se pueden encontrar algunas críticas al documento de referencia en arxiv.org/abs/1902.08287

Una referencia que encontré sobre este tema fue Izumi et al. (2013) , quienes señalan que las imágenes producidas por la lente alrededor de una masa negativa se distorsionan radialmente, mientras que la lente de una masa positiva se distorsiona tangencialmente, y que este efecto se puede distinguir sin un conocimiento previo de la posición de la lente midiendo la alineación de las imágenes de la lente. .

No soy un experto en relatividad general, por lo que no puedo evaluar sus resultados, pero suponiendo que el documento sea correcto, parece que la masa negativa podría detectarse mediante observaciones de lentes gravitacionales. La cuestión de si existe masa negativa es otro asunto, hasta ahora no parece una perspectiva probable.

Me pregunto, ¿sabemos si alguien ha hecho una búsqueda usando esta idea? ¡Probablemente sería un gran descubrimiento si realmente se encontrara masa negativa!
@Jonathan: probablemente no, la mayor parte de la discusión es teórica (y también incluye cosas como lentes por agujeros de gusano). Se llevan a cabo observaciones de lentes gravitacionales, pero hasta ahora no ha aparecido nada que requiera una masa negativa para explicar las observaciones. Hay varias razones por las que no esperaríamos que existiera una masa negativa, pero esa es una pregunta completamente diferente (y probablemente encaja mejor con la física que con la astronomía).
El final del artículo dice: "Sería interesante investigar numéricamente la propagación de la luz a través de vacíos realistas en simulaciones cosmológicas, porque el modelo actual obedece a una ley de potencia simple. Se deja para trabajos futuros ". ¡Esto es intrigante!

Si la masa negativa no está dentro sino fuera de la masa positiva, ¿no empujaría la luz que pasa lejos de ella, por lo tanto, hacia la masa positiva, lo que conduciría a un mayor efecto de lente gravitacional percibido en la masa positiva? Si es así, entonces https://www.spacetelescope.org/news/heic2016/ podría explicarse parcialmente por halos de masa negativa en esas galaxias. Aparentemente, Villata ha mencionado tal "efecto de lente antigravitacional". Conceptualmente se siente mucho más natural que la mayoría de las teorías de la materia oscura.

No leí el enlace, pero la materia oscura gravita. La energía oscura se comporta como algo antigravitatorio.
Vaya, la masa negativa atrae a la masa negativa, la masa positiva atrae a la masa positiva, pero la masa negativa distrae a la positiva. El resultado podría ser como en la fuente. Es muy interesante.
Creo que la masa negativa haría la lente gravitacional opuesta a la que hace la masa regular, por ejemplo, actuaría como una lente cóncava frente a convexa. También especulo que la masa negativa repelería todas las cosas, incluida ella misma, por lo que generalmente se extendería muy delgada. Dado que la masa positiva se atrae, es posible que la escasa masa negativa se reúna cerca de la masa positiva.
¿Es la lente gravitatoria una buena manera de buscar masa negativa?
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