No es energía oscura, pero la idea de que la materia oscura puede consistir, al menos en parte, en neutrinos es una propuesta legítima, aunque no sin problemas.
Permítanme ofrecerles una explicación (espero que no sea demasiado técnica). Para los cosmólogos, “cosas” tiene dos características importantes: densidad (energía) y presión. Sucede que la densidad de energía y la presión se miden usando las mismas unidades. (Es decir, la presión, que es la fuerza dividida por el área, es lo mismo que la densidad de energía, que es la energía dividida por el volumen). Por lo tanto, se pueden comparar directamente: la relación de presión a densidad de energía es solo un número, sin unidades de medida
Y resulta que este número caracteriza muy bien las “cosas”. Incluso tiene un nombre: este número a veces se conoce como la “ecuación de estado”. Se denota con la letra minúscula [math] w [/ math].
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La ecuación de estado más simple es [matemática] w = 0 [/ matemática]. Esto sería algo sin presión (o con tan poca presión que se puede descuidar). Quizás sorprendentemente, toda la materia ordinaria cae en esta categoría. Podemos pensar que la presión de la atmósfera o la presión en el fondo del océano es alta, pero en escalas cósmicas, todavía es muy, muy baja.
La materia oscura también tiene [matemáticas] w = 0 [/ matemáticas]. De hecho, está aún más cerca de 0 que la presión de la materia ordinaria. La materia ordinaria puede volverse densa, calentarse y tener una presión notable; la materia oscura no puede.
En contraste, las cosas hechas de partículas que se mueven a velocidades relativistas (el llamado “gas ultrarelativista”: cosas tan calientes que sus partículas constituyentes rebotan a casi la velocidad de la luz) tienen [matemáticas] w = 1/3 [/ matemáticas].
Este, entonces, es el problema con los neutrinos. Los neutrinos son muy ligeros. Lo que significa que incluso una pequeña cantidad de energía puede acelerar los neutrinos a casi la velocidad de la luz. Entonces su ecuación de estado es [matemática] w = 1/3 [/ matemática]. Y esa es la ecuación de estado incorrecta para la materia oscura.
Aún así … los neutrinos tienen otro problema. Solo observamos los llamados neutrinos “zurdos”. ¿Qué pasó con los diestros? Una propuesta sugiere que existen pero a) son “estériles” yb) pesadas. Los neutrinos zurdos ordinarios interactúan muy débilmente con otras formas de materia; En esta propuesta, los neutrinos diestros no interactúan en absoluto, por lo que son estériles. Si también son pesados, son un candidato perfecto para la materia oscura: no interactuar y ser pesado significa que la ecuación de estado es casi precisamente [matemática] w = 0 [/ matemática].
Esta es solo una propuesta en la que los neutrinos pueden desempeñar el papel de la materia oscura. Hay otros. Ninguno tiene evidencia observacional por el momento. Entonces la búsqueda continúa.
En cuanto a la energía oscura, su ecuación de estado es [matemática] w = -1 [/ matemática] (sí, enorme presión negativa), así que no, los neutrinos no pueden cumplir esta función.
