¿Cómo sabemos que la materia oscura es fría o no relativista? [duplicar]

De acuerdo con la Λ Parametrización CDM del Modelo Estándar de la cosmología del Big Bang, el universo contiene una constante cosmológica Λ asociado con 73 % energía oscura, 23 % materia oscura fría (CDM) y 5 % asunto ordinario.

También he leído en el libro de Kolb y Turner que la materia oscura fría conduce a una formación de estructura "de abajo hacia arriba" en el universo, mientras que la materia oscura caliente daría como resultado un escenario de formación "de arriba hacia abajo"; desde finales de la década de 1990, este último ha sido descartado por observaciones de galaxias de alto corrimiento al rojo, como el campo ultraprofundo del Hubble.

∙ ¿Cómo sabemos que la materia oscura es fría o no relativista?

∙ ¿Cuál es el porcentaje de materia oscura caliente en Λ ¿Parametrización CDM? ¿Está totalmente descartada la posibilidad de materia oscura?

Anexo La existencia de CDM no descarta la existencia de HDM. De hecho, se supone que la fracción dominante de la materia oscura es de tipo CDM. Pero las observaciones sólo nos dicen que 23 % de la masa-energía total de la materia oscura del Universo observable. Pero esta información no dice cuánto es HDM y cuánto es CDM. La creencia es que el componente dominante de la materia oscura es CDM, pero ¿hay una estimación? ¿Existe una forma física de entender/esperar por qué el MDL debería ser la contribución dominante?

Tenga en cuenta que hay un error tipográfico. Quería preguntar "¿ Se descarta totalmente la posibilidad de materia oscura caliente ? "

En esta etapa, la DM es probablemente la más cercana a una teoría de "consenso" que la mayoría de la gente acepta a regañadientes para explicar las cosas que vemos. Tu pregunta suena como una teoría marginal, cuando no lo es.
No entiendo por qué estás citando el mejor resultado de que la materia oscura fría es el 23% de la densidad de energía del universo y preguntando al mismo tiempo si "la posibilidad de materia oscura [está] totalmente descartada".
@rob Me di cuenta de que había un error tipográfico en mi pregunta. No quería preguntar "¿Está totalmente descartada la posibilidad de la materia oscura?" pero si "¿ Está totalmente descartada la posibilidad de materia oscura caliente? "
@StephenG ¿Qué parte de la pregunta da la impresión de que estoy sugiriendo que la materia oscura es una teoría marginal? Por favor, lea mi comentario anterior para el error tipográfico.
@SRS ¿Editó la pregunta (ahora en la versión 6) hace 2 días y ahora se queja de un comentario que hice hace unos once meses ? Fue cerrado como un duplicado hace unos tres meses. No estoy seguro de lo que te emociona por ahora .
@StephenG No edité la pregunta para corregir el error tipográfico. Simplemente lo expandí para volver a abrirlo y también aclaré que había/hay un error tipográfico (ver "Tenga en cuenta"). Probablemente tenía/tiene la impresión de que quería preguntar "¿ por qué no se descarta totalmente la materia oscura? ", pero en realidad quería preguntar "¿ por qué no se descarta totalmente la materia oscura *caliente*? " No me estoy quejando . Le pregunto si la omisión de "caliente" en el segundo punto le hizo pensar que sugiero que la "materia oscura" es una teoría marginal. Si no, ¿qué más? Si es así, ahora se ha aclarado. Nada por lo que ponerse hiperactivo :-)

Respuestas (2)

Para responder brevemente a su pregunta, digamos que cuando observa el universo de alto desplazamiento hacia el rojo, en cierto sentido está mirando hacia el pasado porque está mirando partes del universo "más cercanas" al Big Bang. Conocer el universo en ese corrimiento al rojo y conocer el nuestro (corrimiento al rojo 0) nos da 2 puntos en el "tiempo" que muestran que la estructura en el universo se forma de abajo hacia arriba. Así que la materia oscura debe estar fría. Sin embargo, hay varias simulaciones que muestran que tal escenario de formación de estructuras es posible con materia oscura cálida en lugar de fría.

EDITAR: La pregunta ha cambiado un poco desde que respondí. Dejaré mi respuesta anterior a continuación, pero la cuestión de qué se puede "saber" sobre el universo primitivo quizás sea mejor dejarla en manos de los filósofos. Lo mejor que podemos obtener en ciencia es qué teorías son más consistentes con las observaciones que tenemos. Dada la información actual, las observaciones respaldan las teorías en las que la materia oscura permanece unida a la materia ordinaria durante un tiempo relativamente largo (materia oscura fría) algo mejor que las teorías en las que se desacoplan antes (materia oscura caliente). Pero hasta que se expliquen a fondo pequeños problemas como la inflación, sería bastante cauteloso al afirmar que "sabemos" de una forma u otra.

Respuesta original: a menudo se supone que la materia oscura es fría porque si estuviera caliente irradiaría y, por lo tanto, sería visible (¿materia 'ligera', tal vez?). No todas las teorías exigen que sea frío, algunas versiones de WIMP no irradiarían simplemente porque no interactúan con la fuerza electromagnética.

No relativista (supongo que te refieres a la velocidad << c?) proviene de la distribución aparente de la materia oscura dentro de las galaxias: para que la materia esté donde debe estar para dar la distribución de masa inferida de las órbitas de la materia visible, es debe tener una velocidad orbital no relativista. Suponiendo que esté en órbita, por supuesto, pero si no es así, entonces necesitamos una explicación muy exótica de cómo llegó allí.

No sé cómo podría descartar por completo la posibilidad de la materia oscura; incluso si pudiera probar una teoría que no invoca la materia oscura para explicar las diversas observaciones de masa faltantes ( MOND , por ejemplo), no podría probar eso no había todavía una pequeña cantidad de materia oscura escondida en algún rincón del universo.

La materia oscura no tiene interacción electromagnética y, por lo tanto, no puede irradiar. Se suponía que los neutrinos eran candidatos a materia oscura. De ninguna manera pueden radiar los neutrinos. @David
La "temperatura" asociada con la materia oscura no debe equipararse con una temperatura térmica. Este descriptor trata sobre la naturaleza relativista de las partículas de materia oscura cuando su densidad reliquia se congeló durante la evolución universal. Las partículas de materia oscura caliente son ultrarrelativistas, mientras que las partículas de materia oscura fría no lo son. La materia oscura cálida se encuentra entre ellos.
-1 por desinformación. Además de lo que dijo SRS, MOND no puede dar cuenta de nada excepto de las curvas de rotación de galaxias, mientras que una materia oscura puede dar cuenta de diez cosas diferentes utilizando un solo parámetro, la densidad de materia oscura. Sorprendentemente, casi todas las explicaciones de nivel popular sobre este tema simplemente... dejan todo eso fuera, como si los últimos 50 años de observación nunca hubieran sucedido.
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