En primer lugar, [matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas] simplemente significa que masa y energía son equivalentes. Literalmente significan lo mismo, a pesar de que nosotros los humanos a) usamos diferentes unidades para medirlos, yb) preferimos llamarlo “masa” en algunos contextos y “energía” en otros. (Pero, por ejemplo, cuando te digo que un porcentaje significativo de la masa de una estrella gigante roja está, de hecho, en forma de radiación atrapada, es decir, fotones, ¿es eso ahora masa o es esa energía? Por eso es bueno recuerda que, aparte de las preferencias humanas / culturales, las dos realmente significan literalmente lo mismo).
Segundo, la materia oscura tiene energía, y la energía oscura es (una forma de) materia. Se trata solo de elegantes apodos unidos a cosas de las que realmente no sabemos mucho.
Esto es lo que sabemos sobre ambos:
- ¿Cómo se veía el espacio antes del Big Bang?
- Cuando las personas dicen que el tiempo puede terminar, ¿están hablando de nuestro universo o multiversos completos (si existe)?
- ¿Qué teoría describe la creación del universo además de la teoría del Big Bang?
- ¿Cuántas dimensiones ocupaba la singularidad del Big Bang?
- ¿La densidad de la materia oscura es baja o alta?
- Aparte de la gravedad, ni la materia oscura ni la energía oscura interactúan mucho con la materia “normal”. Por lo tanto, “oscuro”. (Aunque “transparente” o “invisible” sería técnicamente más preciso).
- La materia oscura tiene presión cero. Su ecuación de estado es lo que los cosmólogos llaman “polvo”. Su densidad, por lo tanto, es proporcional al cubo inverso del llamado factor de escala que caracteriza la expansión del universo; cuando el universo es el doble de grande, la densidad de la materia oscura disminuye en un factor de ocho.
- La energía oscura tiene una gran presión negativa. Conduce a un comportamiento extraño bajo la gravedad propia. Cuando las cosas tienen una presión positiva, la gravedad funciona haciendo que se contraiga; ese trabajo se convierte en la energía almacenada del aumento de calor y presión. Cuando la presión de algo es negativa, la gravedad funciona al hacerlo expandiéndose. Además, el trabajo que entra en esa expansión crea más energía oscura. Conclusión: a medida que el universo se expande, la densidad de energía oscura permanece constante. A medida que otras cosas se diluyen con el tiempo, la energía oscura sigue siendo el componente dominante y su respuesta a la gravedad propia hace que la expansión del universo se acelere.
OK, en estos tres párrafos cortos, resumí todo lo que sabemos sobre energía oscura / materia oscura. Ambos tienen energía de masa positiva. Difieren en presión y, en consecuencia, en su respuesta a la gravedad. Son necesarios para que la cosmología (y la dinámica de galaxias y la dinámica de cúmulos de galaxias) funcionen (de acuerdo con los datos). Pero todos los intentos hasta la fecha para detectarlos fracasaron directamente, por lo que estas sustancias siguen siendo hipotéticas, sus orígenes teóricos son oscuros y están sujetos a mucha investigación especulativa.
Pero, repito, tanto la materia oscura como la energía oscura tienen energía de masa positiva. De hecho, en el universo actual, la energía oscura constituye aproximadamente el 70% de la energía total de masa del universo; materia oscura, alrededor del 25%; y materia “normal”, menos del 5%. Es decir, si podemos creer nuestro modelo cosmológico prevaleciente.
