La diferencia es la llamada ecuación de estado.
La ecuación de estado determina la relación entre la presión ([matemática] p [/ matemática]) y la densidad de energía ([matemática] \ rho [/ matemática]). Es [matemáticas] w = p / \ rho [/ matemáticas].
Para la materia oscura, [matemática] w = 0 [/ matemática], lo que significa que no hay presión, [matemática] p = 0 [/ matemática].
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Para energía oscura, [matemáticas] w = -1 [/ matemáticas]. Sí, esto significa que la presión es negativa: [matemática] p = – \ rho [/ matemática].
Estos números tienen consecuencias.
Primero, a medida que el universo se expande, la densidad de energía de las cosas sin presión se “diluye” tal como cabría esperar: dos veces el volumen significa la mitad de la densidad de energía. Entonces, la densidad promedio de la materia oscura en un universo en expansión está disminuyendo. Para [math] w = -1 [/ math], sin embargo, la densidad de energía permanece constante a lo largo del tiempo, incluso a medida que el universo se expande.
¿Cómo es que preguntas? Bueno, esto tiene que ver con la otra consecuencia importante. Cuando la autogravedad funciona en cosas con presión positiva, funciona comprimiendo esas cosas, aumentando su presión, su capacidad para realizar trabajos mecánicos. Cuando la presión es negativa, sucede lo contrario: bajo la influencia de la gravedad propia, la materia se expande, casi como si fuera antigravedad. (Pero no es tan misterioso como parece. Las burbujas en el mar también se elevan debido a la gravedad). ¿Y a dónde va el trabajo realizado por la gravedad? Bueno … crea más energía oscura. Por lo tanto, la densidad de energía de la energía oscura no cambia.
En resumen, la materia oscura y la energía oscura tienen un comportamiento fundamentalmente diferente y juegan roles fundamentalmente diferentes. En cuanto a de qué están hechos … la materia oscura puede ser un nuevo tipo de partícula masiva de interacción débil (WIMP). La energía oscura es más misteriosa: podría ser la llamada constante cosmológica, podría ser energía de vacío (pero si lo es, su valor está desactivado por docenas de magnitud), o podría ser un potencial asociado con un nuevo tipo de campo. Simplemente no lo sabemos. Inferimos la existencia de estas cosas a partir de observaciones cosmológicas, pero aún no hemos visto ninguna evidencia directa.