3.1 Curvas de rotación galáctica: ajuste sin materia oscura

Inicio ／ Capítulo 3: Universo Macroscópico

Terminología y convenciones: En esta sección, la “atracción extra” en los discos externos se explica como el resultado conjunto de partículas inestables generalizadas (GUP) que, durante su vida, generan un sesgo acumulativo llamado gravedad tensorial estadística (STG) y que, al descomponerse o aniquilarse, inyectan un fondo difuso de baja coherencia llamado ruido local tensorial (TBN). Reunimos estos efectos bajo “partículas inestables generalizadas”. El medio circundante en la EFT se denomina mar de energía (Energy Sea). A partir de estas primeras menciones, empleamos únicamente los nombres completos en español.

I. Fenómenos y problema central

Muchas galaxias espirales mantienen velocidades altas y casi planas muy por fuera del disco luminoso, donde la materia visible escasea y cabría esperar una caída con el radio. Dos regularidades extraordinariamente ceñidas acompañan este hecho:

• La masa visible y una velocidad característica del disco externo siguen casi una sola relación, con dispersión muy baja.
• En cada radio, la tracción centrípeta total acompaña casi uno a uno la tracción debida a la materia visible, también con escasa dispersión.

Las curvas, sin embargo, varían en su forma: centros en cúspide o con núcleo, radios y alturas del plateau, y una “textura” fina. El entorno y la historia de eventos dejan huella. Aun así, las dos relaciones se mantienen ceñidas, lo que sugiere un mecanismo común. El enfoque clásico añade “envolturas” invisibles caso por caso, exige ajustes a medida y explica mal por qué las relaciones son tan ajustadas si los procesos de formación difieren.

Idea clave: la atracción extra del disco externo puede emerger de la respuesta estadística del medio, sin añadir materia.

II. Imagen del mecanismo: un paisaje tensorial, tres contribuciones

1. Pendiente interna de base (materia visible)
   Las estrellas y el gas esculpen en el mar de energía una pendiente tensorial hacia el interior que fija la guía centrípeta básica. Esta contribución decae rápido con el radio y, por sí sola, no sostiene un plateau externo plano.
   Indicador observacional: cuanto más concentrados el cociente luz–masa y la densidad superficial de gas, más “viva” es la subida interna.
2. Pendiente aditiva y suave (gravedad tensorial estadística)
   Las partículas inestables generalizadas imprimen tracciones diminutas en el campo tensorial durante su vida. Esas tracciones se suman en el espacio-tiempo y forman un sesgo liso y persistente que disminuye lentamente con el radio.
   • Suavidad espacial: el sesgo se atenúa con suavidad y sigue siendo eficaz en el disco externo, sosteniendo el plateau.
   • Corrección con la actividad: su intensidad se correlaciona con la tasa de formación estelar, las fusiones o perturbaciones, los ciclos de gas y el cizallamiento de barra y brazos espirales.
   • Bloqueo autoconsistente: más aporte y mezcla → mayor actividad → sesgo más fuerte → la escala de velocidad del disco externo queda fijada.
     Indicador observacional: densidad superficial de formación estelar, fuerza de la barra, flujos de gas y huellas de fusión correlacionan con la altura y la longitud del plateau.
3. Textura de baja amplitud (ruido local tensorial)
   Al descomponerse o aniquilarse, las partículas inestables generalizadas inyectan paquetes de ondas de banda ancha y baja coherencia que conforman un fondo difuso. Este fondo añade pequeñas ondulaciones y ensancha perfiles de velocidad sin cambiar el nivel medio del plateau.
   Indicador observacional: halos o reliquias en radio, estructuras difusas de bajo contraste y “granularidad” en los campos de velocidad, reforzadas a lo largo de ejes de fusión o en zonas de alto cizallamiento.

Zonificación radial (intuición):

• Región interna (R ≲ 2–3 R_d): domina la guía visible; la gravedad tensorial estadística afina y decide cúspide o núcleo.
• Región de transición: aportes comparables; la curva pasa de empinada a plana y el radio de giro deriva con la actividad y la historia.
• Plateau externo: aumenta la cuota de gravedad tensorial estadística; el plateau es alto y extendido, con textura suave.

Conclusión: el plateau resulta de la suma de la guía visible y la gravedad tensorial estadística; las pequeñas ondulaciones externas provienen del ruido local tensorial.

III. Origen de las dos “relaciones ceñidas”

• Masa–velocidad: casi una sola ley
  La materia visible aporta y agita el medio, con lo que fija la actividad global de las partículas inestables generalizadas; esa actividad determina la escala de velocidad del plateau. Por ello, masa visible y velocidad externa covarían por una causa común, con poca dispersión.
• Tracción total frente a tracción visible: casi uno a uno con el radio
  La centrípeta total combina la guía visible y la pendiente aditiva y suave que aporta la gravedad tensorial estadística. El disco interno está dominado por lo visible, mientras que en el externo aumenta la fracción del sesgo liso. Punto a punto, aparece un mapeo regular de tracción visible a tracción total.
  Comprobación directa: a radio fijo, mapear los residuos dinámicos frente a la cizalla gas/polvo y la intensidad de radio difusa; la correlación debe ser concordante.

Idea clave: ambas relaciones son proyecciones —“masa vs. velocidad” y “radio vs. tracción”— del mismo paisaje tensorial.

IV. Por qué coexisten centros en cúspide y con núcleo

• Mecanismo de aplanamiento (“raspado”): una actividad sostenida —fusiones, estallidos, cizalla intensa— ablanda localmente el paisaje tensorial y reduce la pendiente interna, generando núcleos.
• Mecanismo de tensado: un pozo de potencial profundo con aporte estable y perturbación moderada restablece o conserva la cúspide.

Conclusión: cúspide y núcleo son estados límite del mismo entramado tensorial bajo historias y entornos distintos.

V. Poner observaciones multibanda en el mismo mapa tensorial (modo operativo)

Co-mapear estas cantidades:

• Altura y extensión radial del plateau de la curva de rotación.
• Alargamiento y desplazamiento central de isocontornos de convergencia de lente débil o fuerte (kappa, κ).
• Franjas de cizalla y colas no gaussianas en los campos de velocidad del gas.
• Intensidad y orientación difusas de halos o reliquias en radio.
• Dirección de líneas de polarización o campo magnético, trazadoras de cizalla a largo plazo.

Criterios de co-mapeo:

• Alineación espacial: los patrones anteriores se colocalizan y coorientan a lo largo de ejes de fusión, ejes de barra o tangentes a los brazos espirales.
• Coherencia temporal: en fase activa, primero sube el fondo difuso debido al ruido local tensorial y, en decenas a cientos de millones de años, el plateau se eleva o se alarga gracias a la gravedad tensorial estadística. En fase tranquila, la secuencia se invierte.
• Coherencia entre bandas: tras corregir la dispersión propia del medio, las direcciones del plateau y de los residuos coinciden entre bandas porque las impone el mismo paisaje tensorial.

VI. Predicciones comprobables (operativas para observación y ajuste)

1. P1 | Ruido antes del impulso (orden temporal)
   Predicción: tras un estallido o una fusión, primero aumenta el fondo de radio difuso por efecto del ruido local tensorial. En escalas de decenas a cientos de millones de años, crecen la altura y el radio del plateau a medida que se refuerza la gravedad tensorial estadística.
   Estrategia: ajuste conjunto multiepocha y multianillos para medir el desfase entre el ascenso del fondo y la profundización o extensión del plateau.
2. P2 | Dependencia ambiental (patrón espacial)
   Predicción: a lo largo de direcciones de alto cizallamiento o ejes de fusión, los plateaus son más largos y altos, con “granularidad” más intensa en los campos de velocidad.
   Estrategia: extraer curvas sectoriales y perfiles del fondo difuso a lo largo de ejes de barra y de fusión y compararlos.
3. P3 | Contrastes co-mapeados (multimodal)
   Predicción: los ejes mayores de los contornos de κ, los picos de cizalla de la velocidad, las vetas en radio y las direcciones principales de polarización se alinean.
   Estrategia: registrar cuatro mapas en un mismo sistema de coordenadas y calcular la similitud coseno de sus vectores.
4. P4 | Forma espectral del disco externo
   Predicción: el espectro de potencia de los residuos de velocidad en el disco externo muestra una pendiente suave en frecuencias medias y bajas, acorde con el carácter de banda ancha y baja coherencia del ruido local tensorial.
   Estrategia: comparar el pico y la inclinación del espectro de residuos con los del fondo de radio difuso.
5. P5 | Flujo de ajuste (economía de parámetros)
   Pasos:
   • Usar fotometría y gas para fijar priors sobre la pendiente interna de base debida a lo visible.
   • Usar la tasa de formación estelar, los indicadores de fusión, la fuerza de la barra y el cizallamiento para fijar priors sobre la amplitud y la escala de la gravedad tensorial estadística.
   • Usar la intensidad y la textura del radio difuso para fijar priors sobre el ensanchamiento causado por el ruido local tensorial.
   • Ajustar la curva completa con un conjunto pequeño de parámetros compartidos y validar por co-mapeo con lente y campos de velocidad.
     Objetivo: un solo conjunto de parámetros para múltiples modalidades de datos, en lugar de ajustes de “envoltura” objeto por objeto.

VII. Una analogía intuitiva

Un convoy con viento de cola. Los motores representan la guía visible. El viento de cola representa la gravedad tensorial estadística: disminuye lentamente con la distancia, pero sostiene la velocidad. Los pequeños baches representan el ruido local tensorial: añaden una “granularidad” leve a la curva de velocidad. Gestión: acelerador (aporte), “estado de la vía” (cizalla y actividad) y persistencia del viento de cola (amplitud de la pendiente suave).

VIII. Relación con interpretaciones convencionales

• Ruta explicativa distinta: en vez de atribuir la atracción extra a materia invisible añadida, la reformulamos como respuesta estadística del medio: pendiente aditiva suave de la gravedad tensorial estadística más textura de baja amplitud del ruido local tensorial.
• Menos grados de libertad: tres motores co-originados —aporte visible, mezcla a largo plazo y sesgo tensorial resultante— gobiernan el resultado y reducen los ajustes a medida.
• Un mapa, muchas proyecciones: curvas de rotación, lente gravitacional, cinemática del gas y polarización son proyecciones del mismo paisaje tensorial.
• Enfoque inclusivo: un componente nuevo descubierto en el futuro puede actuar como fuente microscópica; para los rasgos principales de las curvas, los efectos estadísticos del medio ya permiten un ajuste unificado.

IX. Conclusión

Un único paisaje tensorial explica la planitud externa, las dos relaciones ceñidas, la coexistencia de centros en cúspide y con núcleo, y las diferencias de textura.

• La materia visible define la pendiente interna de base.
• La gravedad tensorial estadística superpone una pendiente aditiva, persistente y de decaimiento lento que sostiene la velocidad externa y fija la escala de velocidad a la masa visible.
• El ruido local tensorial añade una “granularidad” de baja amplitud sin alterar el plateau global.

En síntesis: la pregunta pasa de “¿cuánta materia invisible debemos añadir?” a “¿cómo se remodela continuamente el mismo paisaje tensorial?”. En este mecanismo unificado y basado en el medio, plateaus, relaciones ceñidas, morfologías centrales y dependencias ambientales son caras de un único proceso físico, no acertijos separados.