¿Es posible que la materia oscura esté compuesta por una gran cantidad de neutrinos del Big Bang? [duplicar]

Parecen tener todas las propiedades de la materia oscura (masivo, sin interacción electromagnética). ¿Podría ser que muchos de los neutrinos producidos desde el Big Bang hayan formado grupos masivos de neutrinos que actúan como materia oscura?

La respuesta es SÍ y NO, consulte aquí: physics.stackexchange.com/questions/495476/…

Respuestas (4)

Respuesta corta: la materia oscura parece estar fría , pero para cualquier masa de neutrino y temperatura de materia oscura razonables, los neutrinos serían relativistas.

Gracias por la respuesta rápida. ¿Podría explicar qué significa "los neutrinos serían relativistas". Estoy en la escuela secundaria, así que perdone mi falta de conocimiento :)
relativista, la velocidad es comparable a la velocidad de la luz.
Lo importante es que eran relativistas en la época en que el horizonte contenía una masa típica de las estructuras cósmicas que se intenta explicar.
El neutrino más masivo debe tener más de 0,04 eV. La suma de los tres se ha estimado entre 0,3 y < 2 eV. Temperatura actual de neutrinos 1.95K. Entonces k T / metro v C 2 10 3 , por lo que no es muy relativista.

Hay un par de razones por las que los tres tipos de neutrinos conocidos (y sus antipartículas) no pueden ser la materia oscura que falta.

Ahora sabemos aproximadamente cuáles son las masas de los neutrinos. La suma de los 3 es de aproximadamente 0,3 eV y el más pesado debe ser mayor que aproximadamente 0,04 eV.

Si calcula cuántos se producen en el Big Bang y asume que no son relativistas (ver más abajo), resulta que su densidad actual (alrededor de 56 cm 3 para cada una de las seis especies) es aproximadamente una décima parte de la materia luminosa del universo y aproximadamente el 0,3% de la densidad requerida para producir un universo plano y ni de lejos el 25% requerido de cualquier candidato a materia oscura.

Los neutrinos se desacoplaron del resto de la materia poco después del Big Bang, cuando el universo estaba a temperaturas de 10 9 K, y ahora se han enfriado justo por debajo de 2 K. Por lo tanto, los neutrinos de fondo actuales tienen k T / metro C 2 10 3 y no son muy relativistas, pero aún así son demasiado rápidos para ser atrapados por galaxias individuales. Sin embargo, lo importante es que cuando las estructuras a gran escala comenzaban a formarse, cuando el universo estaba en 10 6 K, los neutrinos eran muy relativistas (materia oscura caliente). Tales partículas actuarían para borrar la estructura y el universo no sería como lo vemos hoy.

Por lo tanto, incluso si encuentra una manera de hacer que los neutrinos se agrupen (para superar la segunda objeción), no hay suficientes para superar la primera objeción.

Entonces, cuando miramos hacia atrás, la radiación aumenta con a^-4, la materia normal y oscura con a^-3, la curvatura con a^-2 y la energía oscura con a^0. Pero, ¿cuál sería la ecuación de densidad y presión para esos neutrinos antes calientes y ahora fríos?
@Симон Тыран cambiaría de 1 / a 4 a 1 / a 3 Supongo.
¿Cómo sabemos que suman aproximadamente 0,3 eV? Te creo, pero tengo curiosidad sobre cómo se midió / calculó eso.
@BrandonEnright Seguí las referencias en la página de wikipedia sobre neutrinos, lo que sugiere que el CMB otorga esa restricción. Hay otras medidas que sugieren un límite por debajo de 2eV.

No realmente, hay muchos modelos en los que se supone que la materia oscura es relativista y, por lo tanto, cálida. Por ejemplo, aquí se discuten algunas características en los casos en que la materia oscura se compone de neutrinos estériles o gravitinos ligeros. Además, la materia oscura puede ser un campo de múltiples componentes. Una respuesta con alta probabilidad positiva sería que la materia oscura, si existiera y la Relatividad General en la forma que conocemos hoy es válida, no sería fría, sino no relativista, es decir, cálida.

Los neutrinos no solo se crearon en el Big Bang, sino que dejaron de interactuar con la materia bariónica después de un segundo, cuando la temperatura del universo era de aproximadamente 10 mil millones de Kelvin, o 1 MeV. Debido a que los neutrinos tienen masa, la fuerza de la gravedad los restringe a las galaxias. Todas las estrellas de la secuencia principal producen neutrinos a partir del proceso de fusión y, si no interactúan con la materia bariónica, es muy probable que la mayoría de ellos sigan existiendo. Lisa Randall planteó la hipótesis de un disco de "materia oscura" que atraviesa la Vía Láctea. Un 'disco de la muerte' de 180 billones de millas fue como lo informó el Sunday Times en una reseña de su libro sobre Dark Matter and the Dinosaurs. Se teoriza que la Tierra recibe un "empujón" gravitacional cada 35 millones de años cuando pasa por una alineación con este disco de materia oscura. Esto es paralelo al pensamiento sobre un dilema planteado por la luna Io de Júpiter. Debido a que Io está tan lejos del sol, ya debería haberse enfriado, pero parece que hay volcanes en la superficie. Esto se ha relacionado con el hecho de que Io se estira regularmente 100 metros debido a la alineación de la gravedad con las otras lunas de Júpiter. Se cree que la fricción es la causa de los volcanes en Io, lo que significa que pueden ser alimentados solo por la gravedad como fuente de energía. El disco de materia oscura de Lisa Randall es probablemente todos los neutrinos de la galaxia que obedecen el límite de velocidad. Debido a que no pueden adquirir energía para invertir el tiempo, están atrapados en una galaxia hasta que el agujero negro en su centro haga algo al respecto. Esto se ha relacionado con el hecho de que Io se estira regularmente 100 metros debido a la alineación de la gravedad con las otras lunas de Júpiter. Se cree que la fricción es la causa de los volcanes en Io, lo que significa que pueden ser alimentados solo por la gravedad como fuente de energía. El disco de materia oscura de Lisa Randall es probablemente todos los neutrinos de la galaxia que obedecen el límite de velocidad. Debido a que no pueden adquirir energía para invertir el tiempo, están atrapados en una galaxia hasta que el agujero negro en su centro haga algo al respecto. Esto se ha relacionado con el hecho de que Io se estira regularmente 100 metros debido a la alineación de la gravedad con las otras lunas de Júpiter. Se cree que la fricción es la causa de los volcanes en Io, lo que significa que pueden ser alimentados solo por la gravedad como fuente de energía. El disco de materia oscura de Lisa Randall es probablemente todos los neutrinos de la galaxia que obedecen el límite de velocidad. Debido a que no pueden adquirir energía para invertir el tiempo, están atrapados en una galaxia hasta que el agujero negro en su centro haga algo al respecto. s disco de materia oscura es probablemente todos los neutrinos en la galaxia obedeciendo el límite de velocidad. Debido a que no pueden adquirir energía para invertir el tiempo, están atrapados en una galaxia hasta que el agujero negro en su centro haga algo al respecto. s disco de materia oscura es probablemente todos los neutrinos en la galaxia obedeciendo el límite de velocidad. Debido a que no pueden adquirir energía para invertir el tiempo, están atrapados en una galaxia hasta que el agujero negro en su centro haga algo al respecto.

"Debido a que los neutrinos tienen masa, la fuerza de la gravedad los restringe a las galaxias". Disparates. Todos los neutrinos son ultrarrelativistas en el resto del marco de su reacción de creación, lo que significa que, con la posible excepción del CNB, todos los neutrinos tienen mucha más que la mísera velocidad necesaria para escapar de una galaxia.
Pensé que se aceptaba que la materia oscura formaba un "halo" esférico alrededor de la galaxia, no un disco. ¿Eso no pondría el kybosh sobre cualquier efecto de la materia oscura en el sistema solar que oscila hacia atrás y hacia adelante a través del plano galáctico?