¿Por qué la relación materia oscura/materia normal es mayor hoy que en el pasado? ¿Es la materia oscura la que aumentó o la materia normal la que disminuyó?

La proporción de materia oscura a bariónica es 5,25 en el primer diagrama y 5 en el segundo diagrama, pero no creo que la diferencia sea significativa. No conocemos las densidades con absoluta certeza, especialmente cerca del Big Bang, y la pequeña diferencia entre las proporciones probablemente se deba a las incertidumbres en las densidades.

Esperaríamos que la relación se mantuviera fija porque las densidades escalan como$a^{-3}$, dónde$a$es el factor de escala . A modo de comparación, la densidad de la materia relativista (fotones y neutrinos) escala como$a^{-4}$y la densidad de la energía oscura se mantiene constante, es decir, no depende de$a$en absoluto. Es por eso que los fotones y neutrinos han desaparecido en el segundo diagrama mientras ha aparecido una gran cantidad de energía oscura.

Hasta donde yo sé, no existe ningún mecanismo para que la materia oscura y la bariónica se interconviertan, o para que desaparezcan.

En el modelo FLRW que se usa hoy en día, la materia normal (bariónica) y la materia oscura juntas suman materia. Se diluye con el radio creciente a la tercera potencia (porque el volumen es proporcional al radio³). Entonces, la relación materia: materia oscura es y siempre fue la misma, al menos en la trama que mostraste y el modelo que se usó allí.

Editar: tal vez el cambio de 5,25 a 5 que mencionó John Rennie proviene de la materia que se ha transformado en radiación con el tiempo (el sol, por ejemplo, irradia 4e26 Watt, lo que significa que convierte un poco más de 4e9 kg de materia bariónica en fotones cada segundo. La materia oscura, por otro lado, puede o al menos no transformarse en energía de radiación como lo hace la materia normal dentro de las estrellas).

El siguiente gráfico indica la cantidad de radiación, materia (que está compuesta casi en su totalidad por materia oscura) y energía oscura frente al tiempo. Estamos en un momento en el que la energía oscura acaba de empezar a dominar. Por ejemplo, si nos remontamos a los primeros años, la radiación era la fuente de energía más abundante.

En el universo muy primitivo había muy pocos átomos. Los átomos están hechos principalmente de estrellas en explosión. En el primer gráfico circular hay menos átomos y más fotones. Esto se debe a que ese era el estado inicial y el universo. Estaba muy cerca con fotones y neutrinos yendo en todas direcciones. Serán más de todos los materiales en el segundo gráfico circular. Pues la materia y el universo ha aumentado de volumen con empieza a terminar y expulsando átomos más grandes. El campo de Higgs continúa creando materia. Son solo las proporciones las que han cambiado. No vale la pena poner los fotones y neutrinos en el segundo gráfico circular. Aunque la cantidad ha aumentado dramáticamente, las proporciones ahora son mucho más bajas que la proporción atómica. Se necesita más aprendizaje de humildad antes de que se pueda responder a su pregunta sobre las proporciones de materia oscura.