¿La materia oscura necesita una segunda fuerza para acumularse en la materia ordinaria?

Algunos experimentos buscan interacciones de materia oscura en el centro de cuerpos como el Sol y la Tierra, asumiendo que si hay alguna interacción con la materia ordinaria que permite que la materia oscura pierda energía, puede acumularse en un pozo de gravedad (y luego decaer o aniquilar). , o hacer algo que resulte en una señal electromagnética observable).

Supuestamente, con solo la gravedad, la materia oscura nunca se acumularía. Volaría directamente a través de la Tierra y escaparía a la misma velocidad con la que se acercó. Pero, ¿no hay alguna pérdida de energía minúscula irradiada a través de la gravedad en este proceso, debido a la aceleración de la masa?

En otras palabras, si una partícula de materia oscura existiera por una eternidad, ¿podría eventualmente ser atrapada por un objeto ordinario solo a través de pérdidas gravitacionales?

Respuestas (1)

Hay emisión de radiación gravitatoria cada vez que se acelera la masa de modo que cambia el momento cuadripolar. Una partícula que realiza una trayectoria hiperbólica alrededor de otra masa cambia el momento cuadripolar, por lo que debería haber emisión. Incluso si nunca llega a ser demasiado para la Tierra, las órbitas elípticas de la materia oscura alrededor del halo galáctico tenderían a emitir ondas gravitacionales que hacen que las partículas pierdan energía.

Calculé que una partícula de 30 GeV que orbita un agujero negro de masa galáctica a 10 kpc caerá sobre 10 88 años, mientras que una partícula de 2 eV tarda 10 98 años. Así que este es un proceso muy lento.

Tenga en cuenta que el cálculo anterior no depende de que el agujero negro sea un agujero negro, solo de su masa. Entonces, si fuera un objeto normal, eventualmente también capturaría la materia oscura... pero aún más lentamente.