El experimento de Cavendish primero determinó la masa de la Tierra y (posiblemente) la constante gravitatoria. Sin embargo, dada la naturaleza ubicua de la materia oscura, parece razonable que al menos parte de la masa total de la Tierra provenga de la materia oscura acumulada en el centro de la Tierra.
Si este es el caso, la masa calculada de la Tierra incluiría las masas tanto de la materia 'ligera' como de la materia oscura. El experimento de Cavendish se vería menos compensado por esto, porque la mayor parte de la materia oscura de la Tierra estaría cerca de su centro gravitatorio (que está lejos del sitio del experimento). Entonces G estaría mejor estimado que la masa ligera de la Tierra.
Todo esto sería académico, si no fuera por el hecho de que los modelos del interior de la Tierra asumen que toda la materia es materia ligera (supongo).
Conocemos la masa de los electrones y protones individuales con gran precisión gracias a la física de partículas, así como la masa más grande de los átomos a partir de las interacciones de la fuerza fuerte; este conocimiento puede usarse para estimar qué materiales contiene la Tierra dada su densidad (de masa y tamaño). Pero la verdadera densidad de luz de la Tierra podría ser significativamente menor de lo que sugerirían las masas combinadas de la Tierra. Me parece que podríamos estar sobreestimando en gran medida la cantidad de materia ligera dentro de la Tierra, lo que lleva a un modelo geológico demasiado denso del núcleo de la Tierra.
es posible? ¿Es probable? ¿Si no, porque no?
La materia oscura no se "acumula" fácilmente. Si (?) existe, entonces interactúa muy débilmente con la materia normal y está influenciado principalmente por la gravedad. La gravedad de la Tierra es demasiado pequeña para hacer una concentración local de materia oscura. La materia oscura local se estaría moviendo en el potencial galáctico a velocidades similares a las del Sol alrededor de la Galaxia ( km/s); esto es demasiado rápido para ser capturado gravitacionalmente por la Tierra y se cree que la sección transversal de la interacción inelástica por cualquier otro medio es demasiado pequeña (es por eso que se llama materia oscura, no hay interacciones electromagnéticas) para atrapar la materia oscura . Es posible que no ocurra lo mismo con el Sol, que ofrece un potencial gravitatorio más profundo y un objetivo "más grueso" ( p. ej., Vincent et al. 2015 ).
De hecho, hay muy poca materia oscura en el plano del disco local de nuestra galaxia. Se estima que la densidad de materia oscura local es de alrededor /ordenador personal ( Garbari et al. 2012 , Bovy & Tremaine 2012 ) correspondiente a solo unos pocos kg/m3 . A modo de comparación, la densidad del medio interplanetario es casi 100 veces mayor.
Michael Ughetto
ProfRob