Nunca he entendido del todo la teoría detrás de por qué existen la materia oscura y la energía oscura. Sé que tiene algo que ver con que la atracción gravitatoria sea más fuerte de lo que calculamos que DEBERÍA ser, ¿alguien podría explicar esto con más detalle?
Algunas adiciones a la respuesta de MBR:
De hecho, no sabemos que existan la materia oscura y la energía oscura, pero tenemos pistas indirectas. A menudo verá afirmaciones de que la materia oscura y la energía oscura son dos de los principales problemas de la cosmología actual, incluso por parte de astrónomos profesionales, pero esto es un concepto erróneo epistemológico: no se puede llamar a una hipótesis un problema .
Actualmente tenemos varias anomalías observacionales (como las define T. Kuhn): a saber, la curva de rotación de las galaxias, la luminosidad de las supernovas, el espectro de potencia del CMB... (y algunas cosas adicionales como la dificultad para medir G o detectar directamente ondas gravitacionales).
Según la historia de la ciencia, tenemos 3 formas de solucionar estas anomalías:
La materia oscura y la energía oscura son dos enfoques ontológicos que parecen funcionar bastante bien: al agregar dos componentes simples, podemos ajustar una amplia gama de observaciones. Por eso gustan a los astrónomos: su modelización es relativamente fácil y permite encajar todo bien. Pero por el momento desconocemos su naturaleza.
Algunos dicen que con WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) y el observatorio espacial Planck hemos entrado en la era de la cosmología de precisión: pero esto solo es cierto si nuestro paradigma de enfoques de materia oscura/energía oscura es correcto. Si este no es el caso, actualmente no interpretamos correctamente lo que medimos, pero en última instancia, medidas más precisas pueden conducir a una mejor visión de las anomalías cosmológicas actuales.
Así que la materia oscura y la energía oscura son dos enfoques elegantes y minimalistas de varios problemas fundamentales. Este es un tema muy candente en cosmología, pero es posible que algún día nos demos cuenta de que solo teníamos problemas porque nuestro paradigma actual era erróneo.
La materia oscura y la energía oscura son dos cosas diferentes, que dan cuenta de diferentes observaciones.
materia oscura :
Se necesita materia oscura para explicar, entre otras cosas, la curva de rotación de las galaxias. Uno podría esperar que estas curvas de rotación disminuyan en radios grandes (porque uno debería esperar una rotación kepleriana para las galaxias), y no es el caso, las curvas de rotación son planas, lo que explica una "masa oculta" en las galaxias para sostener tal rotación. patrón, esa es la materia oscura. La materia oscura también explica algunas propiedades de los cúmulos de galaxias y las fluctuaciones del CMB.
Energía oscura :
Se necesita energía oscura para explicar la expansión acelerada del Universo. Esta expansión se midió principalmente utilizando supernovas de tipo Ia (supernovas termonucleares, que son el resultado de una enana blanca que acumula materia y alcanza la masa de Chandrasekhar) que son "velas estándar". Se cree que la magnitud absoluta de estos objetos es bien conocida, por lo que si los observa en el Universo, puede deducir fácilmente su distancia a partir de su corrimiento al rojo. Estas observaciones muestran una expansión acelerada del Universo (por expansión queremos decir que la distancia relativa entre dos galaxias distantes está aumentando, la distancia en el Universo local no se ve afectada). Para dar cuenta de esta aceleración, se necesita algo de energía uniformemente distribuida en el Universo, que es la energía oscura.
No se confunda:
La energía oscura y la materia oscura no pueden confundirse entre sí, porque la energía oscura se distribuye uniformemente en el Universo, mientras que la materia oscura sigue alguna distribución (generalmente se distribuye más o menos con la materia).
Ultimas palabras:
Finalmente, "materia oscura" y "energía oscura" son en su mayoría palabras para caracterizar nuestra ignorancia sobre estas observaciones que no pueden ser explicadas por las leyes estándar de la física. Por eso hay un trabajo tan intenso sobre estos temas, para tratar de caracterizar mejor estas cosas oscuras y entender lo que podrían ser.
Otra cosa sobre la materia/energía oscura:
La gente tiene una idea bastante buena de que la energía oscura existe porque, cuando registras la expansión de dos objetos en el universo a lo largo del tiempo, desde su origen, hay una curva de campana. Básicamente, la velocidad de la expansión del universo comenzó más rápido que se desaceleró, y recientemente (o al menos relativamente), la expansión se aceleró nuevamente. Esto implica que cuando comenzó el Universo, se estaba expandiendo rápidamente y, a medida que este impulso comenzó a decaer, la gravedad comenzó a unir las cosas. Sin embargo, para explicar la aceleración reciente de la expansión, tiene que haber una fuerza que ha aumentado en fuerza con el tiempo y ha sido capaz de causar la aceleración de la expansión (todo esto ocurre entre galaxias, en áreas como sistemas solares y galaxias, la gravedad es demasiado fuerte para verse afectado). Se cree que a medida que el universo se expande, la energía oscura aumenta uniformemente para ocupar el nuevo espacio. Esto significa que la energía oscura aumenta, acelerando así la expansión.
Sabemos que el universo se está expandiendo debido al desplazamiento hacia el rojo. Básicamente, a medida que la luz viaja a través del universo, el universo se expande. A una distancia suficiente, la luz perderá energía de manera perceptible, de modo que la luz violeta caerá hacia el rojo (de ahí el nombre de corrimiento hacia el rojo). Esto se debe a que, vista desde nuestro universo en expansión, la luz parece estar perdiendo energía, cuando en realidad tiene que viajar más lejos a medida que el espacio se expande.
En cuanto a la materia oscura, en resumen, sabemos que hay algo que tiene gravedad que no podemos detectar de otra manera. La materia oscura, a diferencia de la energía oscura, no es uniforme. Forma formaciones en forma de hilo, que corresponden a las formaciones en forma de hilo de las galaxias.
astromax