¿Cómo sabemos que la materia oscura no es bariónica? [duplicar]

Parece ampliamente declarado, pero no completamente explicado, que la Materia Oscura no es materia normal tal como la entendemos. Wikipedia afirma que "la coherencia con otras observaciones indica que la gran mayoría de la materia oscura en el universo no puede ser bariones y, por lo tanto, no está formada por átomos".

¿Cómo podemos presumir de saber esto? Nuestra mejor evidencia de tal materia oscura son las velocidades de rotación de las galaxias. Parece que podemos medir/aproximar la densidad del gas y las masas estelares de alguna manera, pero no entiendo cómo podemos explicar cosas como planetas, asteroides, agujeros negros sin discos de acreción y otras cosas que tienen masa pero no brillan. . ¿Cómo es que descartamos estas explicaciones y saltamos directamente a las WIMP y otras explicaciones exóticas?

Desea buscar en "Micro-lente" y "MACHO" en conjunto. La densidad del objeto bariónico frío y compacto en masas medias está bien medida para la Vía Láctea. Está muy por debajo de lo necesario para tener en cuenta la curva de rotación.

Respuestas (1)

Definitivamente vea los comentarios sobre su pregunta. Pero un resumen muy breve de los datos:

Las curvas de rotación y las mediciones de masa de cúmulos de galaxias muestran la distribución detallada de la materia en esos objetos, la cantidad de masa supera con creces la masa observada ---> la mayor parte de la masa no se observa

Las búsquedas con lentes gravitacionales muestran que los constituyentes de la "materia oscura" deben estar compuestos por objetos de menos de aproximadamente 10 − 7  METRO ⊙ ∼ 0.03  METRO ⊕ , es decir, debe ser del tamaño de un asteroide o menor. El tamaño de un asteroide realmente no puede formarse de manera estable (en cantidades tan grandes), y sería acrecentado rápidamente por objetos de mayor masa --> los constituyentes de la materia oscura deben ser pequeños .

La materia bariónica, que es masiva y pequeña, está restringida a gas y polvo. Ambas cosas, cuando están calientes, son fácilmente observables (especialmente en cúmulos de galaxias calientes)... sin embargo, la premisa es que no podemos verlas --> la materia oscura no es bariónica

Hay mucha más evidencia, este es solo el esquema más básico . La pieza adicional más grande en general es de la cosmología: las anisotropías en el fondo cósmico de microondas te dicen mucho sobre el universo inicial y las semillas de la formación de la estructura; comparar eso con lo que vemos en el universo actual nos dice sobre la evolución de la estructura en el universo, lo que termina requiriendo que el componente dominante de la masa en el universo no tenga presión, lo que nuevamente descarta el material bariónico. Todavía hay más evidencia... pero no soy lo suficientemente experto como para tratar de explicarlo.

¿Puede explicarle a un profano si eso significa que las masas de los trozos típicos de materia oscura son menores que las de los asteroides, o que los trozos de materia oscura ocupan aproximadamente ese volumen, por lo que hay manchas de materia oscura del tamaño de un asteroide flotando? por todas partes?
Esa es una buena pregunta, y en realidad bastante complicada. Que yo sepa, la mayoría de las restricciones sobre la materia oscura se expresan con mayor precisión en términos de densidad en alguna región (es decir, el universo como un todo, o el promedio sobre un cúmulo de galaxias, o la densidad promedio a cierta distancia). desde el centro de una galaxia). Puede hacer afirmaciones sobre la masa de partículas usando argumentos estadísticos de suavidad, pero el volumen no está realmente restringido --- No creo . Incluso el concepto de volumen para materia no bariónica no es trivial para definir / restringir.
Tenga en cuenta que los efectos de DM dependen de la densidad (y, a veces, de la masa por partícula), pero el volumen realmente no importa, siempre que sea vagamente comparable o menor que la separación entre partículas...
¿Cómo sabemos que la materia oscura no es bariónica? [duplicar]
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