Layman aquí con afinidad por la astronomía, el espacio y todo lo relacionado con él. Soy un gran admirador de los programas orientados al espacio en los canales Discovery y Science y recientemente vi un episodio que me hizo pensar en los orígenes de la materia oscura (DM) y la energía oscura (DE). ¿Alguno de ustedes sabe si se ha pensado en la creación de DM y DE como subproductos del espacio que se está creando? Según tengo entendido, a medida que el universo se expande, esencialmente crea un espacio donde antes no había nada. Para ser honesto, no sé nada sobre lo que eso significa: crear espacio donde antes no había nada.
Tu pregunta es bastante compleja, ya que la materia oscura y la energía oscura son dos cosas diferentes, que solo tienen en común que se llaman "oscuras" y son cantidades hipotéticas. Son hipotéticos, porque solo los definimos como cantidades matemáticas para hacer leyes físicas, inventamos, cumplir con las observaciones.
¿Cuál es el origen de la materia oscura? En 1930 Fritz Zwicky observó el cúmulo de coma. El cúmulo de coma es un cúmulo de galaxias que se mueven entre sí en función de su atracción gravitacional entre sí. Descubrió para su sorpresa que las galaxias en este cúmulo se movían más rápido de lo que predeciría la atracción gravitacional basada en su masa visible. Dado que la masa visible de las galaxias no podía explicar el movimiento de las galaxias, sugirió que había otra materia, aún invisible, en ese cúmulo que contribuía a la atracción gravitacional. Lo llamó "Dunkle Materie" (él era suizo) - Dark Matter. Estudios posteriores sobre la rotación de las galaxias también mostraron que la velocidad de rotación de las galaxias no podía explicarse por la materia visible en esas galaxias, por lo que era necesario que estuviera presente otra materia oscura para explicar la anomalía.
tras añadir la hipotética materia oscura en las leyes de la naturaleza muchas cosas podrían explicarse a nivel teórico. La formación de cúmulos de galaxias en el universo observable actual y las fluctuaciones del fondo cósmico de microondas podrían explicarse con la materia oscura. La teoría aquí trae las leyes físicas existentes de acuerdo con la observación actual. El problema es que aún no se ha demostrado la existencia de materia oscura en experimentos. No se ha observado y existen muchas teorías sobre lo que podría ser esa materia oscura.
Dark Energy tiene una historia diferente, lo que lleva a algo similar. Cuando Einstein expuso su teoría de la relatividad general, incluyó en sus ecuaciones de campo una constante cosmológica, lambda, para poder llegar a un universo estático basado en sus ecuaciones. Asumió que la constante era cero y, por lo tanto, llegó a un universo estático. Una constante negativa significaría que el universo se encogería y una constante positiva significaría que el universo se expandiría.
Desafortunadamente, Hubble mostró que el universo no era estático, sino que se expandía y en las mediciones de los años 90 mostraron que esta expansión se estaba acelerando. Ahora bien, la constante cosmológica no era cero y era necesario encontrar una explicación de por qué el universo se expandía cada vez más rápido. Para esta expansión se necesita una energía que contrarreste la atracción gravitacional de la materia (oscura) en el universo y aumente con cada expansión de este universo. Las observaciones posteriores de una supernova en 1998 y los experimentos Boomerang y Maxima sobre el fondo cósmico de microondas dieron una fuerte evidencia de la existencia de energía oscura. Esto es, cuando creemos que el modelo estándar de cosmología es correcto.
El problema con la energía oscura es que en la mayoría de los casos las leyes de la cosmología son correctas y explican el universo. Esto significa que la energía oscura debe ser real, o las leyes cosmológicas deben ser alteradas. Actualmente, la búsqueda de energía oscura continúa. La definición de energía oscura en los modelos explica la expansión del universo y también la rápida expansión durante los primeros años del universo. Sin embargo, la energía oscura es una cantidad hipotética y aún no se ha observado.
Espero que esto les haya dado una breve historia de cómo la materia oscura y la energía oscura han llegado a la astrofísica. No lo mezcles con la fuerza oscura. Eso ni siquiera es hipotético y solo existe en ciertas películas.
Dark Energy es exactamente eso (según muchas teorías) Wikipedia tiene una explicación decente. Cada metro cúbico de espacio contiene la misma cantidad de energía oscura y eso no cambia incluso cuando el espacio se expande o se contrae con el tiempo.
La materia oscura es algo bastante diferente. Por lo que podemos decir, se comporta de manera muy similar a la materia ordinaria, excepto que pasa libremente a través de otra materia y de sí misma, y no interactúa con la radiación electromagnética. Se mueve bajo la influencia de la gravedad y se vuelve más diluido a medida que se expande el espacio.