Referencias de materia oscura y energía oscura

Mi área de investigación está (relacionada con) la estructura y subestructura a gran escala de la materia oscura. No estoy seguro de si le interesa más la cuestión de "qué es la materia oscura" (más desde el punto de vista de la física de partículas) o "qué sabemos sobre cómo se distribuye la materia oscura y sus interacciones gravitatorias" (una perspectiva más astronómica). Punto de vista). Esta respuesta se inclina más hacia la segunda. Ni siquiera tocaré la energía oscura, estoy seguro de que alguien más puede hacerlo mejor que yo.

Lamentablemente, no conozco un gran libro de texto sobre materia oscura, o incluso con una gran sección sobre el tema. Esto probablemente se deba a que la materia/energía oscura no son problemas resueltos, por lo que se discuten más en las publicaciones periódicas que en los textos. Sí, hay libros de texto, pero no he leído ninguno que me haya parecido fantástico.

Aquí está mi selección de algunos artículos sobre la materia oscura. Algunos son clásicos, algunos son recientes, todos son muy citados. Sí, todos son extremadamente técnicos. En un nivel introductorio, no sugiero leerlos de principio a fin y tratar de entender todo; eche un vistazo, intente comprender los resultados principales, lea de nuevo con más detalle si lo encuentra interesante. Haga preguntas más específicas a medida que las encuentre.

Si se encuentra atrapado detrás de un muro de pago tratando de usar cualquiera de los enlaces en las páginas enlazadas a continuación, use el enlace arXiv en su lugar.

EL debe ver el papel de observación de materia oscura (e incluso con solo un par de páginas, tiene un gran impacto). El grupo de balas se considera la "pistola humeante" de la existencia de la materia oscura, y sus imágenes han adornado las diapositivas introductorias de las conversaciones sobre la materia oscura durante años. La gente aún debate explicaciones alternativas de la observación, pero el consenso mayoritario es que esto prueba DM.

Antes del cúmulo de balas, las curvas de rotación de las galaxias espirales eran algunas de las pruebas más sólidas de DM . Leer el artículo de Wikipedia es una buena base para el artículo.

Otra observación que respalda el modelo DM es el "Lyman-$\alpha$bosque". La absorción de la emisión de cuásares distantes por las nubes de hidrógeno en muchos corrimientos al rojo da un "bosque" de líneas de absorción que se pueden utilizar para mapear la distribución de la materia entre nosotros y el cuásar. Esto se puede comparar con los modelos DM , y parece dan generalmente buen acuerdo.

El artículo clásico sobre la estructura interna de los cúmulos de materia oscura o "halos" describe el perfil de densidad NFW (Navarro-Frenk-White) (ecuación 3). Resulta que este resultado no es del todo exacto y necesita algunas correcciones , y hay un largo debate sobre si los centros de los halos son "cúspides" o "núcleos", pero en general, los resultados de NFW96 todavía se usan ampliamente. .

Las simulaciones de DM también pueden ser muy divertidas. Mis dos elecciones son Millenium y Bolshoi (estos tienen algunos primos; Millenium tiene Millenium-XXL, Millenium-II, MiniMillenium, Aquarius y Bolshoi tiene BigBolshoi/Multidark y ViaLactea; esencialmente las mismas personas, los mismos códigos, diferente resolución/volumen/enfoque) . La gente ha hecho muchas cosas con los resultados de estas simulaciones, pero el primer resultado es solo la organización, evolución y propiedades del campo de densidad de DM. Además, hay algunas imágenes y películas muy bonitas y más imágenes y películas de las salidas.

La naturaleza de partículas de DM no es mi área de especialización, pero esta es la revisión reciente más conocida que pude encontrar. Eso sí, 8 años, así que ha habido mucha actividad en este campo desde entonces. Dejaré que alguien más señale las mejores referencias sobre los últimos resultados.

Ok, mentí, este último artículo no es particularmente conocido. Resulta que trabajo al final del pasillo de uno de los autores, así que he oído mucho sobre él, y los otros son muy conocidos/respetados, así que creo que tiene algo de peso. Hacen algunas predicciones sobre el$\gamma$-señal de rayos que esperarían para un modelo particular de materia oscura que interactúa consigo misma (los mapas en la página 12 / revista página 604 son bastante buenos). Todavía es un área de investigación en curso, creo que es interesante, así que la arrojé aquí.

Espero que hayas encontrado algunos de esos interesantes/agradables. Si tiene alguna pregunta, solo pregunte (comentario o nueva pregunta según corresponda).

Daré enlaces a las tres conferencias de Kolb dadas en el CERN:

1. Materia oscura
2. Materia Oscura/Energía Oscura
3. Inflación

Buenas conferencias introductorias. Además bastante entretenido.

encontrado en la red:

Energía oscura: teoría y observaciones, 491 páginas de Luca Amendola y Shinji Tsujikawa

Cielo oscuro, materia oscura, 216 páginas de JM Overduin y PP Wesson

¿Existe realmente la energía oscura?, 9 páginas de Thimoty Clifton y Pedro G Ferreira (... explicación: que nuestra galaxia se encuentra en el centro de un vacío cósmico gigante...)

No DE, un artefacto de nuestra medición (una quimera): una variación temporal relativista de la materia/espacio se ajusta a los datos locales y cósmicos , 14 páginas de Alfredo Gouveia Oliveira y Rodrigo de Abreu

Buena suerte

El artículo de Wikipedia sobre la materia oscura es una buena descripción general de las razones por las que los astrónomos creen que existe la materia oscura. Este no es mi campo, pero encontré la mayor parte comprensible. Algunas de ellas eran demasiado concisas y llenas de jerga. Un artículo al que se vincula Wikipedia es una reseña sobre arXiv. También puede intentar buscar en arXiv revisiones de materia oscura e intentar rastrear cualquier cosa a la que hagan referencia. Parece que astro-ph es el lugar indicado para buscar artículos sobre la materia oscura, pero una simple búsqueda me dio una gran cantidad de referencias sin una forma obvia de clasificarlas.

EDITAR: Esto es algo tan básico para la astronomía y la cosmología que esperaría que los libros de texto de introducción al menos brinden suficiente información para ayudarlo a encontrar más. Pero estoy tan lejos de esto que ni siquiera sé cuáles son los libros de texto estándar.

                        what is dark matter ???

Sabemos cuánta energía oscura hay porque sabemos cómo afecta la expansión del Universo. Aparte de eso, es un completo misterio. Pero es un misterio importante. Resulta que aproximadamente el 68% del Universo es energía oscura. La materia oscura constituye alrededor del 27%. El resto, todo en la Tierra, todo lo observado con todos nuestros instrumentos, toda la materia normal, suma menos del 5% del Universo. Ahora que lo pienso, tal vez no debería llamarse materia "normal" en absoluto, ya que es una fracción tan pequeña del Universo.

                                                       - says NASA

Este diagrama revela cambios en la tasa de expansión desde el nacimiento del universo hace 15 mil millones de años. Cuanto más plana sea la curva, más rápida será la tasa de expansión. La curva cambia notablemente hace unos 7500 millones de años, cuando los objetos del universo comenzaron a separarse a un ritmo más rápido. Los astrónomos teorizan que la tasa de expansión más rápida se debe a una misteriosa fuerza oscura que está separando las galaxias.

La materia oscura es invisible. Basado en el efecto de la lente gravitacional, se ha inferido un anillo de materia oscura en esta imagen de un cúmulo de galaxias (CL0024+17) y se ha representado en azul.

ingrese la descripción de la imagen aquí

                     Observational evidence

Gran parte de la evidencia proviene de los movimientos de las galaxias. Muchos de estos parecen ser bastante uniformes, por lo que según el teorema virial, la energía cinética total debería ser la mitad de la energía de enlace gravitacional total de las galaxias. Observacionalmente, la energía cinética total es mucho mayor. En particular, suponiendo que la masa gravitatoria se deba únicamente a la materia visible, las estrellas alejadas del centro de las galaxias tienen velocidades mucho más altas que las predichas por el teorema del virial. Las curvas de rotación galáctica, que ilustran la velocidad de rotación frente a la distancia desde el centro galáctico, muestran el "exceso" de velocidad. La materia oscura es la forma más sencilla de explicar esta discrepancia.

                                                 -says WIKIPEDIA


                    what is its composition???

La mayoría de los científicos piensan que la materia oscura está compuesta de materia no bariónica. El candidato principal, WIMPS (partículas masivas de interacción débil), tiene de diez a cien veces la masa de un protón, pero sus interacciones débiles con la materia "normal" las hacen difíciles de detectar. Los neutralinos, partículas masivas hipotéticas más pesadas y más lentas que los neutrinos, son los principales candidatos, aunque aún no se han detectado. El axión neutral más pequeño y los fotinos no carbonizados también son posibles marcadores de posición para la materia oscura.

                                   - credit Nola Taylor Redd,Space.com


                  Dark matter versus dark energy

Aunque la materia oscura constituye la mayor parte de la materia del universo, solo constituye una cuarta parte de la composición. El universo está dominado por la energía oscura.

Después del Big Bang, el universo comenzó a expandirse hacia el exterior. Los científicos alguna vez pensaron que eventualmente se quedaría sin energía, disminuyendo la velocidad a medida que la gravedad unía los objetos dentro de él. Pero los estudios de supernovas distantes revelaron que el universo actual se está expandiendo más rápido que en el pasado, no más lento, lo que indica que la expansión se está acelerando. Esto solo sería posible si el universo contuviera suficiente energía para superar la gravedad: la energía oscura. - espacio.com

![ Según esta línea de tiempo de la NASA, la expansión del universo se está acelerando. IMAGEN CORTESÍA NASA]4

           So, Will the Universe Recollapse Then?

A pesar de que hasta el 90 por ciento de la masa del universo todavía puede estar compuesta de materia oscura, los cosmólogos no creen que sea suficiente para que la gravedad detenga la expansión y provoque un colapso. Este pensamiento se debe en parte a la observación de supernovas en 1997, que indicó que la expansión aún se está acelerando y no se está desacelerando en absoluto.

Sin embargo, un universo más duradero no hará mucho por nosotros, ya que se cree que en un tiempo muy distante (como, 1030 años de distancia - ¡1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 años!) el protón se desintegrará, todas las estrellas se quedarán sin combustible y serán engullidas por negro agujeros, que a su vez irradiarán toda su masa, (como se describe en el artículo sobre agujeros negros), dejando al Universo como un lugar vasto, frío, estéril y sin vida.

Sin embargo, algunos cosmólogos piensan que no habrá Big Crunch.

muchas gracias.