Si la materia oscura no puede agruparse, entonces, ¿dónde estaba cuando el universo observable era mucho más pequeño al comienzo del universo?

He leido esta pregunta:

En orden cero, la materia oscura solo puede 'agruparse' tanto como lo permita su energía inicial (obtenida poco después del Big-Bang). Un ejemplo de tal 'grupo' es un 'Halo de materia oscura' en el que están incrustadas las galaxias. Los halos de DM son (efectivamente) siempre más grandes que la materia normal (bariónica) dentro de ellos, porque la materia normal es capaz de disipar energía y colapsar más lejos.

Y éste:

La única forma de hacerlo es eliminar la energía cinética del sistema. Con la materia normal, esto se hace a través de interacciones electromagnéticas, que convierten la energía cinética de la materia normal (protones, electrones, etc.) en fotones, que luego escapan del sistema. Dado que este tipo de interacciones no ocurren con la materia oscura (por definición), entonces no hay forma de deshacerse de la energía cinética y, por lo tanto, la materia oscura permanece como un gran "halo" alrededor de la materia ordinaria que se aglomera gravitacionalmente.

Si la materia oscura solo interactúa con la gravedad, ¿por qué no se agrupa toda en un solo punto?

El universo no se redujo a un punto en el Big Bang, es solo que el espacio entre dos puntos del espacio-tiempo seleccionados al azar se redujo a cero.

¿Ocurrió el Big Bang en un punto?

Entonces, en el Big Bang, tenemos una situación muy extraña en la que el espacio entre cada punto del universo es cero, pero el universo sigue siendo infinito.

Ahora todos estos están de acuerdo en que la materia oscura no puede interactuar usando ninguna fuerza excepto la gravedad. No puede agruparse porque no puede perder (disiparse a través de estas interacciones) energía cinética.

Según tengo entendido, el universo no tiene borde ni centro, es infinito. No es como un globo.

Cuando aprietas un globo, todo lo que contiene tiene que ir hacia el centro porque las paredes laterales eventualmente empujarán todo hacia adentro (incluso si esas cosas no quieren ir más cerca del centro).

Pero esta no es la forma con el universo, no tiene ningún borde para hacer esto, y ningún centro en el que agruparse. Si la materia oscura no puede agruparse y no puede perder energía cinética a través de las interacciones, entonces ¿por qué encajaría en un espacio cada vez más pequeño junto con la materia y la energía ordinarias?

Como dice la segunda respuesta, con las galaxias, la materia oscura permanece como un halo alrededor de la galaxia, porque no puede agruparse. Este no es el caso con el universo, porque no hay nada alrededor (fuera) de él. El universo observable (que conocemos hoy) solía ser una región muy pequeña del espacio al comienzo del universo, pero no tenía borde ni centro, todo el universo podría ser infinito y la materia oscura siempre podría permanecer como un halo. alrededor del universo observable, si no puede agruparse.

El último dice que el espacio entre dos puntos del espacio-tiempo se redujo, lo que significa aglomeración, pero si la materia oscura no puede aglomerarse, ¿cómo se distribuyó la materia oscura?

Solo para aclarar, solo estoy preguntando sobre la materia oscura en el universo observable. Si esto no puede agruparse, ¿dónde se distribuiría cuando el universo observable fuera mucho más pequeño?

Pregunta:

  1. Si la materia oscura no puede agruparse, entonces, ¿dónde estaba cuando el universo observable era mucho más pequeño al comienzo del universo?
La materia oscura puede interactuar gravitacionalmente con la materia ordinaria. La materia ordinaria puede perder energía cinética. A largo plazo, la energía cinética esperada de las partes del sistema se distribuye uniformemente. Entonces, creo, lentamente también la Materia Oscura puede perder energía cinética, particularmente en las galaxias, y se agrupará lentamente.
Los fermiones tampoco pueden colapsar en un solo punto. Como la materia oscura, ellos (y todo lo demás) fueron creados en el Big Bang.
@ mmesser314 sí, gracias, exactamente eso describe lo que estoy escribiendo "El universo no tiene un centro: el Big Bang no ocurrió en un punto, por lo que no hay un punto central en el universo desde el que se esté expandiendo. El universo no se está expandiendo en nada: debido a que el universo no se está expandiendo como una bola de fuego, no hay espacio fuera del universo en el que se esté expandiendo".
@mmesser314 "El universo no se redujo a un punto en el Big Bang, es solo que el espacio entre dos puntos de espacio-tiempo seleccionados al azar se redujo a cero. Entonces, en el Big Bang, tenemos una situación muy extraña donde el espacio entre cada punto del universo es cero, pero el universo sigue siendo infinito". Entonces, básicamente, si el espacio es cero, entonces la materia oscura se agruparía, pero no puede basarse en las otras respuestas.
@ mmesser314 He editado la pregunta para aclarar que no estoy hablando de agrupar en un solo punto, sino simplemente de agrupar.
Si la gravitación es anisotrópica, no hay necesidad de materia oscura. Lamento discrepar sobre el espacio. El espacio es una esfera tridimensional en un espacio 4D. Se expande en el espacio 4D.
@shawn_halayka No hay pruebas de eso, es solo lo que piensas. Podría leer esto .

Respuestas (1)

En el espacio matemático de cuatro dimensiones que describe el modelo del Big Bang, existe una singularidad, donde toda la energía/materia estaba al principio y desde la cual, visto en el eje del tiempo, hay una expansión del espacio.

Si la materia oscura no puede agruparse, entonces, ¿dónde estaba cuando el universo observable era mucho más pequeño al comienzo del universo?

Si el universo estuviera hecho solo de materia oscura, porque no hubiera otras fuerzas además de la gravedad, todavía se "agruparía" debido a la atracción gravitacional que tiene, pero tomaría una eternidad, en comparación con la escala de tiempo BB. Debido a que la gravedad es una fuerza tan débil con respecto a las otras tres fuerzas que crean que la materia se "agrupa", los grupos de materia tal como los conocemos suceden como muestra el modelo y generan el universo que vemos.

La materia oscura de nuestro universo estaba allí, en el plasma de quarks y gluones, etc., excepto que con la expansión, la materia tal como la conocemos llegó a existir, formando "aglomeraciones" que podían atraerse entre sí gravitatoriamente debido a su gran masa en el espacio. Oscura la materia se ve afectada por estas grandes masas, pero se supone que está compuesta de partículas que no interactúan con las interacciones fuertes y electromagnéticas que unen la materia tal como la conocemos, por lo que están débilmente unidas por la atracción gravitatoria.

Después de que todos los experimentos en el LHC están buscando partículas que interactúan débilmente (la interacción débil es lo suficientemente débil como para desempeñar ese papel) que podrían modelar la materia oscura.

¡Muchas gracias!