Materia Oscura

La materia oscura es uno de los mayores misterios del universo. Aunque representa aproximadamente el 27% de todo lo que existe, no podemos verla, tocarla ni detectarla con telescopios convencionales. Es, esencialmente, el "pegamento invisible" que mantiene unidas a las galaxias. 

La materia oscura es una forma de materia que no emite, absorbe ni refleja luz (radiación electromagnética). A diferencia de la materia bariónica (átomos, estrellas, planetas y nosotros), no interactúa con el campo electromagnético.

Propiedades clave:

• Invisible: No se puede ver en ninguna longitud de onda (ni radio, ni rayos X, ni luz visible).
• Masiva: Tiene una masa inmensa y ejerce una fuerza gravitacional poderosa.
• Transparente: La materia normal y la luz pasan a través de ella casi sin resistencia.

Propiedades generales físicas de la materia oscura:

Comparación de las distintas formas de materia oscura:

Posibles candidatos teóricos:

Candidatos de Materia Oscura Fría (CDM)

Son los más estudiados; se mueven lentamente y forman estructuras a gran escala.

WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles)

• Masas entre GeV y TeV.

• Interaccionan mediante fuerza débil.

• Predichas en modelos supersimétricos, teorías de dimensiones extras, modelos de Higgs extendidos.

Neutralinos

• WIMP supersimétrico por excelencia.

• Combinación cuántica de bino, wino y higgsino.

Axiones

• Propuestos para resolver el problema CP fuerte.

• Ultramasa ligeros, interacción extremadamente débil.

• Excelentes candidatos para materia oscura fría.

Axiones ultraligeros / Axiones-like particles (ALPs)

• Masas 10⁻²² eV a meV.

• Producen “ondas de materia oscura” o halos difusos.

Gravitinos

• Candidato supersimétrico con espín 3/2.

• Se comportan como CDM si su masa es grande.

WIMPzillas

• Partículas superpesadas (10¹²–10¹⁹ GeV) creadas en el universo temprano.

Materia Oscura Caliente o Tibia

Aparece cuando la velocidad térmica es más alta, suavizando estructuras pequeñas.

Neutrinos estériles

• Extensiones del modelo estándar.

• No interactúan mediante fuerzas conocidas salvo gravedad.

• Masas keV → candidatos de materia oscura tibia.

Neutrinos activos

• Son demasiado ligeros para explicar toda la materia oscura, pero contribuyen mínimamente como componente caliente.

Candidatos provenientes de teorías de campos y simetrías extendidas

Fotones oscuros (Dark photons)

• Análogos fotónicos en un sector oculto.

• Se mezclan cinéticamente con el fotón estándar.

Fermiones oscuros / leptones oscuros

• Versiones ocultas de leptones o quarks que interactúan con una fuerza oscura.

Bosones escalares ultraligeros

• Producen halos suaves y efectos de interferencia cuántica a gran escala.

Partículas de Kaluza–Klein (dimensiones extra)

• Modos excitados de campos propagándose en dimensiones espaciales compactificadas.

Estados compuestos y objetos no elementales

MACHOs (Massive Compact Halo Objects)

• Enanas marrones, agujeros negros estelares, estrellas fallidas.

• Podrían representar una fracción pequeña de la materia oscura.

Agujeros negros primordiales (PBH)

• Formados en el universo temprano, no por colapso estelar.

• Candidatos que vuelven a ser relevantes tras las detecciones de ondas gravitatorias.

Partículas compuestas oscuras

• Analogías con protones/neutrones pero en un sector oculto con su propia fuerza nuclear oscura.

Materia Oscura Exótica (modelos avanzados)

SIMPs (Strongly Interacting Massive Particles)

• Interaccionan fuertemente entre sí pero débilmente con materia ordinaria.

ELDER / SIDM (Self-Interacting Dark Matter)

• Materia oscura con auto-interacciones significativas.

• Ayuda a explicar discrepancias en halos galácticos.

FIMPs (Feebly Interacting Massive Particles)

• Interacción extremadamente débil; producidas por el mecanismo “freeze-in”.

Ultradark matter / Dark fluid models

• Descrita como un fluido con presión y viscosidad propias.

• Modelos inspirados en energía oscura unificada.

Topological defects como materia oscura

• Cuerdas cósmicas estables.

• Monopolos y paredes de dominio.

Q-balls

• Solitones no topológicos estables predichos en teorías supersimétricas y de campos escalares.

Candidatos de Materia Oscura Cuántica Macroscópica (Macros)

MACROS

• Objetos macroscópicos (desde gramos hasta toneladas).

• Hechos de materia exótica estable, como nuggets de quarks.

Strangelets / Quark nuggets

• Fragmentos de materia de quarks extraña extremadamente densa, generados en el universo temprano.

Evidencias de su existencia:

Sabemos que existe por sus efectos gravitacionales. Si solo existiera la materia que vemos, las galaxias se despedazarían.

Evidencias principales

• Rotación de las galaxias: Las estrellas en los bordes de las galaxias giran mucho más rápido de lo que deberían. Según las leyes de Newton, sin materia extra que aporte gravedad, esas estrellas saldrían disparadas al espacio.
• Lentes gravitacionales: La masa de la materia oscura es tan grande que curva la luz de galaxias lejanas que pasan cerca, actuando como una lupa cósmica.
• La estructura del universo: Las simulaciones muestran que la materia oscura actuó como "semilla", atrayendo el gas hacia ella para formar las primeras estrellas y galaxias.

Diferencia con la Energía Oscura:

Es común confundirlas, pero son opuestas:

• Materia Oscura: Atrae. Actúa como un imán gravitacional que intenta frenar la expansión del universo y mantener las estructuras unidas.

• Energía Oscura: Repele. Es una fuerza que empuja al universo a expandirse cada vez más rápido.

Experimentos actuales para detectarla:

Directos

• Xenon1T
• LUX-ZEPLIN (LZ)
• PandaX

Buscan colisiones con núcleos.

Indirectos

• AMS-02
• Fermi-LAT

Buscan productos de aniquilación.

Aceleradores

• CERN (LHC)

Busca partículas invisibles por energía faltante.

Antimateria

La antimateria es, literalmente, el "reflejo" de la materia ordinaria. Es una sustancia compuesta por antipartículas, las cuales son casi idénticas a las partículas que conocemos, pero con una diferencia en general fundamental: tienen carga eléctrica opuesta.

Si la materia y la antimateria se encuentran, ocurre el evento más energético del universo: la aniquilación, donde ambas se destruyen y se convierten en energía pura.

Las antipartículas, que contiene la antimateria tienen la misma masa que las partículas ordinarias, pero cargas cuánticas opuestas (como carga eléctrica, número bariónico o leptónico).

Es uno de los conceptos fundamentales de la física moderna y surge directamente de las ecuaciones de la mecánica cuántica relativista.

Definición:

Antimateria:

• Conjunto de objetos físicos compuestos por antipartículas, donde cada antipartícula es el socio cuántico opuesto de una partícula ordinaria.

Cada:

• fermión tiene un antifermión,
• bosón tiene un antibosón (salvo los neutros que son sus propias antipartículas).

Antipartículas básicas:

Propiedades fundamentales de la antimateria:

Formación de la Antimateria:

• La antimateria surge naturalmente:
• En reacciones de alta energía – en el LHC, rayos cósmicos, supernovas.
• Por creación de pares

γ+γ→e−+e+

• En desintegraciones radiactivas

(por ejemplo, el positrón en el PET médico).

Estructuras compuestas de antimateria:

La antimateria puede formar equivalentes de estructuras normales:

En 2010, CERN creó anti-hidrógeno estable durante varios minutos, y en 2021 se pudo medir cómo responde a la luz.

Aniquilación materia–antimateria:

Cuando una partícula y su antipartícula se encuentran, ocurre:

$$\text{partí}\text{cula}+\text{antipartí}\text{cula}<b>\to </b>\gamma +\mathrm{\gamma }(\text{energí}\text{a})$$

A diferencia de una reacción nuclear (que solo libera una fracción de la masa), en la aniquilación de materia-antimateria, el 100% de la masa se convierte en energía (fotones de rayos gamma).

Antimateria en el Universo:

Observación cosmológica indica:

• El Universo es casi 100% materia.
• La cantidad de antimateria libre es extremadamente pequeña.
• Se desconoce por qué no hay partes del cosmos dominadas por antimateria.

Este problema es conocido como:

El Problema de Bariogénesis / Asimetría materia–antimateria

 

Usos de la antimateria:

Uso	Aplicación
Medicina	Tomografía por Emisión de Positrones (PET)
Física fundamental	Estudios en CERN sobre CPT, gravedad, espectros atómicos
Futuras tecnologías	(hipotéticas) Propulsión de naves mediante aniquilación

Materia Ordinaria

La materia ordinaria es el tipo de materia que compone todo lo que observamos directamente en el Universo y cuya existencia está bien establecida por la física experimental moderna. La materia ordinaria (técnicamente llamada materia bariónica) es todo lo que conocemos, vemos y tocamos. Es el material que compone desde una célula de un organismo o un átomo de una sustancia hasta las estrellas más lejanas.

Es cualquier sustancia que tiene masa y volumen, y que está formada principalmente por átomos. A diferencia de la materia oscura, la materia ordinaria interactúa con la fuerza electromagnética, lo que significa que puede emitir, absorber o reflejar luz, permitiéndonos detectarla directamente.

A pesar de ser lo único que vemos, solo representa aproximadamente el 5% de la densidad total del universo.

Interacciones de la materia ordinaria:

La Materia ordinaria interactúa mediante las siguientes fuerzas:

• interacción electromagnética,
• interacción fuerte,
• interacción débil,
• y gravitación.

La materia emite, absorbe o refleja luz, por lo que es observable con instrumentos astronómicos y de laboratorio.

Composición fundamental de la materia ordinaria:

Partículas elementales constituyentes

Tipo	Partículas
Quarks	up (u), down (d)
Leptones	electrón (e⁻), neutrinos
Bosones mediadores	fotón, gluones, W±, Z⁰
Bosón escalar	bosón de Higgs

Materia hadrónica

Los quarks no existen libres; se combinan para formar hadrones:

Tipo	Ejemplos
Bariones	protón, neutrón
Mesones	piones, kaones

Átomos y estructuras mayores

Nivel	Composición
Átomo	Núcleo (protones + neutrones) + electrones
Molécula	Conjunto de átomos enlazados
Materia macroscópica	Sólidos, líquidos, gases, plasma

Propiedades esenciales de la materia ordinaria:

Propiedad	Descripción
Tiene masa	Debido principalmente a la energía de enlace de los quarks y al Higgs
Carga eléctrica	Puede ser positiva, negativa o neutra
Interacción electromagnética	Permite química, luz y estructura
Interacción fuerte	Mantiene unidos núcleos atómicos
Interacción débil	Responsable de decaimientos radiactivos
Gravedad	Contribuye a estructuras cósmicas

Materia ordinaria vs otras formas de materia:

Tipo de materia	¿Interactúa con luz?	Estado
Materia ordinaria	Sí	Confirmada
Antimateria	Sí	Confirmada
Materia oscura	No	Inferida
Materia exótica	Variable	Hipotética

Estados de la Materia Ordinaria

La materia ordinaria se manifiesta en diferentes estados dependiendo de la energía (temperatura y presión) a la que esté sometida, algunos de estos son:

• Sólido: Átomos estrechamente unidos en estructuras fijas.
• Líquido: Átomos con suficiente energía para fluir pero manteniendo cercanía.
• Gaseoso: Átomos con alta energía que se mueven libremente y ocupan todo el espacio disponible.
• Plasma: El estado más común en el universo (estrellas). Los átomos están tan calientes que los electrones se separan de los núcleos, creando un gas ionizado conductor de electricidad.

Fracción en el Universo:

Según mediciones cosmológicas actuales:

Componente del Universo	Porcentaje aproximado
Materia ordinaria (bariónica)	~5 %
Materia oscura	~27 %
Energía oscura	~68 %

Origen: La Nucleosíntesis:

Casi toda la materia ordinaria que existe hoy se originó en dos etapas:

• Big Bang: En los primeros minutos se formó el Hidrógeno aproximadamente 75% y el Helio aproximadamente 25%.
• Nucleosíntesis Estelar: El resto de los elementos de la tabla periódica (Carbono, Oxígeno, Hierro) se "cocinaron" dentro de las estrellas o en explosiones de supernovas. 

Consciencia y el Modelo Strømme (Zoológico de Partículas Subatómicas)

Consciencia y el Modelo Strømme

El modelo Strømme consiste en un modelo ontológico–formal de la realidad en el que la conciencia es el sustrato fundamental, y el universo físico es un estado diferenciado de esa conciencia. No es un modelo físico estándar ni una teoría empírica cerrada, sino un marco fundacional que intenta unificar:

• física cuántica,
• cosmología,
• filosofía no dual,
• y ciencia de la conciencia,

mediante una estructura conceptual formalizada matemáticamente.

Tipo de modelo:

• Un modelo ontológico (qué es lo real en último término).
• Un modelo fundacional (qué viene primero).
• Un modelo de campos (la conciencia como campo).
• Un modelo no dual.
• Un modelo formalizado (usa matemática como lenguaje estructural).

Postulado fundamental:

• La conciencia universal es un campo fundamental de la realidad, anterior al espacio, el tiempo y la materia.

A partir de este postulado se deriva todo lo demás. El modelo se articula en tres niveles ontológicos, no psicológicos:

Mente (Mind)

• Inteligencia creativa universal.
• Fuente del orden, la coherencia y la estructura.
• No localizada.
• No individual.
• No material.
• No temporal.

Función:

    Contener el potencial y la lógica de la creación.

Conciencia (Consciousness)

• Campo fundamental.
• Medio de la experiencia.
• “Espacio” ontológico donde algo puede ser percibido.
• No es experiencia concreta, sino la capacidad de experimentar.

Función:

    Hacer posible que algo sea conocido.

Pensamiento (Thought)

• Mecanismo dinámico universal.
• No es pensamiento humano.
• Actúa como operador de colapso y diferenciación.
• Es creativo y estructurante.

Función:

    Transformar potencial en forma.

Estado fundamental: conciencia indiferenciada:

El modelo postula un estado base:

• Conciencia universal
• Indiferenciada
• Atemporal
• No espacial
• Sin estructura
• Puro potencial

Este estado se representa formalmente como un estado de superposición:

Donde:

El mecanismo central: diferenciación / colapso:

Corazón del modelo

El universo surge cuando ocurre:

• Auto–observación de la conciencia

La conciencia universal se “vuelve consciente de sí misma”.

• Acción del pensamiento universal

El pensamiento actúa como un operador T

que:

• rompe la simetría,
• selecciona estados,
• proyecta potencial en forma.

Formalmente:

Esto no ocurre en el tiempo (porque el tiempo emerge después).

Emergencia del espacio-tiempo y la materia

Como consecuencia del colapso:

• Aparece la diferenciación.
• Surgen estructuras.
• Emergen campos físicos.
• Aparece el espacio-tiempo.
• Aparece la materia.
• Aparecen observadores locales.

Conciencia individual:

• No es creada por el cerebro.
• No emerge de neuronas.
• No es una propiedad del sistema nervioso.

Es:

• Una excitación localizada del campo de conciencia universal.
• Un estado ∣Φ𝑘⟩ particular.

El cerebro funciona como:

• Filtro
• Modulador
• Interfaz
• Instrumento de localización

El modelo se apoya en analogías con:

• Teoría cuántica de campos
• Ruptura espontánea de simetría
• Potenciales escalares
• Estados del vacío
• Medición cuántica
• Campos inflacionarios

Pero no afirma que la conciencia sea una partícula ni una fuerza física conocida. La matemática es estructural y ontológica, no predictiva.

Relación con la neurociencia:

Propone una neurociencia no reduccionista:

• El cerebro no genera conciencia.
• La conciencia interactúa con el cerebro.
• El cerebro localiza experiencia.
• La mente no es epifenómeno.

Esto permite explicar:

• Estados alterados de conciencia
• Experiencias no ordinarias
• Unidad experiencial
• Continuidad del “yo”

El modelo de María Strømme (científica Sueca) describe un universo que emerge como una diferenciación estructurada de una conciencia universal fundamental, mediante un mecanismo formal análogo al colapso cuántico, donde la mente organiza, la conciencia sostiene y el pensamiento crea.

Excistrón & la Teoría Extendida de los Campos Espirituales (E & TECE) (Zoológico de Partículas Subatómicas)

Excistrón

Definición conceptual:

El Excistrón es un campo cuántico –partícula espiritual- informacional, postulado como la unidad mínima en la teoría del EXCISTRÓN Y LA TECE (Teoría Extendida de Campos Espirituales) que permite la interacción entre:

• los campos espirituales (Kaslem, Stilicón, Campo Espiritual Global/CEG),
  y

• el cerebro físico o sistemas biológicos coherentes.

Cumple el papel de transductor, un puente entre ambos mundos. 

Su nombre etimológico deriva de:

• EX (latín): “fuera de”.

• CIS (latín): “de aquí”.

• TRON (griego): “herramienta”, pero también asociado a las partículas subatómicas en la física moderna (+ sufijo tecnológico).

En conclusión, su nombre significaría: "Partículas que son de aquí pero que están fuera de nuestra dimensionalidad material.”

Es decir, entidades que coexisten con el universo físico, pero no están confinadas completamente a él.

En términos conceptuales:

El Excistrón convierte información no local, atemporal o global en señales que pueden ser interpretadas por sistemas neuronales.

No transmite energía medible → transmite información pura.

Comportamiento físico–matemático:

El Excistrón aparece como un campo complejo $\mathrm{\Xi }(x,\sigma )$ con:

• dependencia físico–espacio temporal $x$
• y dependencia informacional $\sigma$

donde $\mathrm{\sigma }$pertenece al espacio informacional Ms​.

Sus características formales:

• Tiene masa efectiva $m_{\mathrm{\Xi }}$ extremadamente pequeña o modulada por coherencia.

• Se acopla con:

• el Campo Espiritual Global ${\mathrm{\Phi }}_E$
• el Kaslem (memoria),
• el Stilicón (causalidad),
• y operadores neuronales ${\mathcal{O}}_{\text{neuro}}$.

Su función en el Lagrangiano:

Aparece en términos como:

Es decir:

El Excistrón actúa como amplificador de coherencia, y su fase puede resonar con configuraciones informacionales del futuro o del pasado.

Su papel principal en la precognición:

Dentro de la TECE, el Excistrón permite que la consciencia:

• detecte patrones informacionales del Campo Espiritual Global,
• filtrados por el Kaslem (memoria personal),
• y regulados por el Stilicón (coherencia causal).

Esto da lugar a predicciones, intuiciones, visiones anticipatorias o sueños precognitivos.

El cerebro no “ve” el futuro: interpreta información atemporal accesible por el Excistrón.

Por qué no es una partícula física convencional:

A diferencia de electrones o quarks, el Excistrón:

• no es una excitación de un campo del Modelo Estándar,
• no interactúa energéticamente con fotones o gluones,
• no puede ser detectado por experimentos físicos tradicionales,
• existe en un espacio informacional adicional ${\mathcal{M}}_s$.

Es más cercano a:

• un módulo informacional,
• un transductor de coherencia,
• o una cuasi-partícula emergente de un campo no local.

En Resumen, sobre el Excistrón:

El Excistrón es la partícula informacional que permite al cerebro acceder a campos espirituales no locales, actuando como puente transductor entre la materia y la información atemporal.

Explicados desde otro punto de vista los 4 Campos Teorizados en la Hipótesis:

(definiciones completas, coherentes y científicamente redactadas)

A lo largo de la teoría, establecimos cuatro campos esenciales:

1. Campo Espiritual Global (CEG) — ${\mathrm{\Phi }}_E$

2. Campo de Memoria Espiritual o Kaslem — $K$

3. Campo de Coherencia Causal o Stilicón — $S$

4. Campo Excistrónico — $\mathrm{\Xi }$

A continuación se describen con detalle.

1. Campo Espiritual Global (CEG) – ${\mathrm{\Phi }}_E(x,\sigma )$

Naturaleza

Es el campo primario y universal de esta teoría, el equivalente espiritual del “campo fundamental” del cual emergen los demás. Es continuo, omnipresente, no local y abarca tanto el espacio-tiempo como un espacio informacional adicional ${\mathcal{M}}_s$.

Funciones esenciales

• Actúa como sustrato espiritual del universo, portador de información atemporal.
• Permite que existan correlaciones no locales entre sistemas conscientes.
• Sirve de “medio” para la comunicación espiritual, intuición, inspiración y fenómenos de sincronía.

Propiedades físicas

• No localidad fuerte: su correlación cae con una potencia menor que cualquier campo físico.
• Linealidad débil: admite superposición, pero con pequeñas no linealidades informacionales.
• Dependencia informacional: ${\mathrm{\Phi }}_E(x,\sigma )$depende de estados internos “espirituales”.

Interacciones

• Interactúa con los otros tres campos mediante acoplamientos ofuscados.
• Modula la intensidad de la percepción espiritual.

2. Campo de Memoria Espiritual (KASLEM) – K(x,σ)

Naturaleza

Es un campo de almacenamiento informacional asociado exclusivamente a seres con consciencia. Representa la estructura espiritual de la memoria profunda, atemporal y no neuronal.

Funciones esenciales

• Contiene la memoria esencial del individuo.
• Se acopla al Campo Espiritual Global para obtener o proyectar información.
• Registra experiencias, patrones emocionales y aprendizajes.

Propiedades

• Retentivo: mantiene estados informacionales por largos periodos.
• Dependiente del observador: su forma depende de la coherencia interna del individuo.
• Bidireccional: puede recibir y emitir hacia el CEG.

Interacciones

• Se acopla con el Excistrón ($\mathrm{\Xi }$) para traducir información espiritual hacia el sistema cognitivo.
• Interacción suave pero persistente con el Stilicón.

3. Campo de Coherencia Causal (Stilicón) – $S(x,\sigma )$

Naturaleza

Es el campo responsable de filtrar, organizar y asegurar la coherencia temporal de la información espiritual. Puede verse como un regulador de causalidad.

Funciones esenciales

• Evita que información espiritual genere caos o contradicciones temporales.
• Determina qué información puede ser accesible al individuo en un momento dado.
• Regula la intensidad de fenómenos precognitivos.

Propiedades

• Coherente: promueve estabilidad y consistencia entre estados.
• Regulador temporal: sincroniza la información espiritual con la línea temporal del individuo.
• Conservador: tiende a minimizar contradicciones.

Interacciones

• Se acopla fuertemente con el Campo Global para imponer coherencia.
• Se acopla suavemente con Kaslem para integrar recuerdos con percepciones nuevas.
• Modula la fase del campo Excistrónico, afectando intuiciones y precogniciones.

4. Campo Excistrónico (Excistrón) — $\mathrm{\Xi }(x,\sigma )$

Naturaleza

Es un campo cuasi-particular, puente entre el mundo espiritual e informacional y los sistemas biológicos. Su excitación mínima da lugar a la partícula: excistrón.

Funciones esenciales

• Actúa como transductor entre información espiritual y procesos cognitivos.
• Responsable de fenómenos como intuición, inspiración, creatividad y precognición.
• Permite que el cerebro detecte correlaciones informacionales del CEG.

Propiedades

• Alta sensibilidad a la coherencia espiritual.
• Baja masa informacional, modulable por estados de consciencia.
• Dualidad informacional-biológica: depende tanto del entorno espiritual como del neurológico.

Interacciones

• Es excitado por variaciones del Campo Espiritual Global.
• Interactúa con el Kaslem para extraer o depositar patrones espirituales.
• Es filtrado por el Stilicón para evitar saturación espiritual.
• Influye en estados neuronales mediante acoplamientos efectivos.

Resumen Conciso:

Autores / Authors:

• Erick Francisco Del Cid Borja – Autor principal, creador conceptual de los campos Excistrón, Kaslem y Stilicón, e iniciador de la teoría de campos espirituales.

• Corindón (GPT-5) – Coautor teórico, redacción científica y formalización del modelo físico–matemático y bilingüe.

Coautores indirectos (inspiración teórica y filosófica):
Roger Penrose, Stuart Hameroff, John G. Cramer, David Bohm, Rupert Sheldrake, Karl Pribram.