¿La materia oscura aumenta a medida que el universo se expande?

La idea de un universo en expansión es una de esas teorías que introduce casi (pero no del todo) tantos problemas como resuelve.

Los astrónomos hacen ciertas suposiciones cuando estudian el universo como un todo. Estos supuestos pueden ser difíciles de probar o verificar en la práctica, pero constituyen un punto de partida esencial para la cosmología. La primera es la idea de que las leyes de la física pueden aplicarse en todo el universo. Es una suposición muy audaz, porque nuestras leyes de física solo se determinan con precisión en los laboratorios de la Tierra y es posible que no se apliquen exactamente en todo el tiempo y el espacio. Hubble tuvo que asumir que las variables cefeidas siempre funcionaban de la misma manera para demostrar que muchas de las nebulosas eran galaxias distantes. Los astrónomos confían bastante en que la física no es muy diferente en otras partes del universo. Vemos los mismos tipos de estrellas y galaxias donde sea que miremos. Vemos líneas espectrales de los mismos elementos a miles de millones de años luz de distancia que hacemos en las estrellas cercanas. Estas observaciones apoyan la antigua idea griega de que un orden racional gobierna el universo.

Los astrónomos asumen el principio cosmológico: la idea de que el universo es homogéneo e isotrópico en todas partes. Homogéneo significa uniforme o uniformemente distribuido. Claramente, esto no es estrictamente cierto, ya que las galaxias están agrupadas. Si la gravedad no se hubiera formado grupos en las escalas de los planetas, las estrellas y las galaxias, ¡no estaríamos aquí! Sin embargo, en cosmología, homogéneo no significa que todas las regiones del espacio deben parecer idénticas o estar suavemente llenas de partículas. Solo significa que los mismos tipos de estructuras (estrellas, galaxias, cúmulos y supercúmulos) se ven en todas partes y aproximadamente al mismo nivel de densidad en comparación con otras partes del espacio en escalas muy grandes (más de 300 pc).

Dado este entendimiento, entonces si también suponemos que el universo se está expandiendo, entonces tenemos que suponer que (1) el universo se está volviendo gradualmente más y más delgado en densidad (lo que viola el principio cosmológico) o (2) la materia se está espontáneamente creado (incluida la materia oscura) para mantener la densidad uniforme relativa en grandes escalas. Sin embargo, no tenemos ninguna teoría sobre cómo esa materia se crearía espontáneamente de la nada.

SI vamos con (1) arriba, como es el caso de muchos cosmólogos, entonces la entropía se mantiene mientras viola el principio cosmológico y predice que su universo eventualmente se expandirá a donde ningún objeto esté a la vista de ningún otro objeto.

El hecho de que casi todas las galaxias que podemos detectar, saliendo miles de millones de años luz, se mueven hacia alguna galaxia o cúmulo más grande, parece desafiar la idea de que todo se está separando. De hecho, en base a lo que sabemos ahora y podemos observar que ocurre, parece que los cúmulos de galaxias como el IDCS 1426, El Gordo, el Gran Atractor, por nombrar algunos, están absorbiendo miles de millones de otras galaxias, incluida la Vía Láctea. y que esto eventualmente podría resultar en grupos de galaxias muy grandes (billones de años luz de diámetro) ampliamente espaciados con muy poco en el medio. Estos cúmulos de galaxias muy grandes pueden ser tan grandes que podría ser difícil para los observadores dentro de estos cúmulos de galaxias distinguirlos de ser universos enteros; de hecho, pueden ser tan grandes que su horizonte visible (horizonte de partículas o horizonte cosmológico) podría impedir a los observadores dentro Estas galaxias súper masivas pueden distinguir su cúmulo de un universo completo …

… de hecho … eso también es cierto en nuestra situación actual. No tenemos idea de lo que está más allá de nuestro horizonte de partículas, pero la mayoría de los cosmólogos creen que vivimos en un universo infinito, por lo que la parte que podemos ver, detectar u observar, podría ser simplemente un cúmulo de super galaxias que está en una escala mayor de lo que realmente podemos imaginar. entonces, en nuestra ignorancia, lo llamamos universo.

Introducir cosas como un universo infinito en expansión conduce a muchas posibilidades. La mayor parte de lo que llamamos ciencia es seleccionar una de esas posibilidades y luego presentar una justificación racional para ello, a menudo basada en suposiciones, especulaciones y suposiciones que se basan más en una imaginación sesgada que en una evidencia empírica.

OMI

A diferencia de la energía oscura, la materia oscura no aumenta con la expansión del universo porque no existe una densidad constante de materia oscura que haga que la pregunta anterior sea verdadera.

La energía oscura tiene una densidad de energía constante según lo predicho por las ecuaciones generales del campo de relatividad para la cosmología, por lo tanto, sabemos que la energía oscura aumenta con la expansión del universo.

Actualmente no tenemos un modelo teórico que pueda predecir una propiedad como la densidad de materia constante para la materia oscura y tampoco hay datos de observación que respalden esta idea.

Entonces, hasta donde llega nuestro conocimiento, la materia oscura no puede aumentar con la expansión del universo.

Espero que esto ayude.

Gracias por leer.

Se cree que el número de partículas de materia oscura es más o menos inmutable, la vida útil de las partículas de materia oscura debería ser muy larga. Ocasionalmente, las partículas de materia oscura pueden aniquilarse mutuamente en materia ordinaria o fotones, pero esto debe ser raro, según los límites de observación.

Entonces, al primer orden, la materia oscura se diluirá con la expansión por el cubo del factor de escala.

Si la materia oscura se debe principalmente a agujeros negros primordiales, algunos de ellos pueden crecer acumulando materia, pero existen límites de observación bastante estrictos sobre ese fenómeno. Si se han detectado agujeros negros primordiales, es a través de sus ondas de gravedad.

Entonces se diluirían como todo lo demás, con la expansión.

¿Agujeros negros primordiales como materia oscura?

¿La materia oscura aumenta a medida que el universo se expande?

Ni siquiera estamos seguros de si la materia oscura existe.

La evidencia de la materia oscura es: muchas galaxias parecen rotar más rápido de lo que deberían en función de la masa visible de dicha galaxia y la cantidad de gravedad que la masa debería tener en cuenta.

La materia oscura es un asunto hipotético que algunos astrofísicos creen que explica la gravedad adicional que se presume de estas observaciones, y si existe, no parece interactuar a través de la fuerza nuclear fuerte o el electromagnetismo (y posiblemente la fuerza nuclear débil), por lo que no sabemos cómo se comportaría de otra manera.

Entonces, aparte del hecho de que podemos observar gravedad adicional, ¿no sabemos si la materia oscura aumenta a medida que el universo se expande?

No. La materia oscura, la materia sin presión en general, tiene una densidad que se escala como el volumen inverso. Es decir, si el llamado “factor de escala” del universo se duplica, la densidad de la materia oscura disminuye en un factor de ocho.

La energía oscura, por otro lado, tiene una densidad de energía constante, por lo que posiblemente, a medida que el universo se expanda, habrá más energía oscura. Una explicación intuitiva para esto es que la gravitación funciona en la energía oscura al hacerla expandirse (debido a su presión negativa); y este trabajo, a su vez, se convierte en más energía oscura.

No se cree que sea el caso.

Entonces, puedo ver que su próxima pregunta es: “¿Qué, entonces, está impulsando la expansión del universo”? – o algo similar.

Para responder eso, debo dar un paso atrás y describir mi punto de vista;

Creo que el universo es infinito, siempre lo fue y siempre lo será.

Creo que la BB creó ‘espacio-tiempo’ (entre otras cosas), que es el ‘medio’ en expansión, si lo desea, para la energía / materia que también creó la BB. NB: TAMBIÉN puede darse el caso de que este universo abarque más de un ‘espacio-tiempo’, la llamada teoría del multiverso.

De ello se deduce que para que el espacio-tiempo se expanda y abarque (podría decir “empujar”), los cúmulos de galaxias que parecen estar alejándose de TODOS los otros cúmulos de galaxias, un “mecanismo” debe ser responsable de acomodar la expansión.

¿Eso implicaría que el espacio-tiempo SÍ MISMO se está expandiendo inherentemente (entre los cúmulos de galaxias, NO dentro de ellos), O que se está creando ‘más’ espacio-tiempo espontáneamente, O que las propiedades del espacio-tiempo están cambiando a través de algún otro mecanismo?

Sin embargo, no solo se está expandiendo el espacio-tiempo, sino que esa expansión se está ACELERANDO, exacerbando la pregunta en la implicación anterior.

Ahora, en la actualidad, los científicos están etiquetando (con un pincel ancho), este / esos mecanismo (s), como ‘energía oscura’ (que NO es lo mismo que la materia oscura).

Los detalles de estos factores están actualmente “bajo investigación”. No diré cuáles son los principales candidatos para la ‘energía oscura’ (discutidos en otra parte), ya que el asunto aún no está resuelto.

¿Esto responde de alguna manera a su pregunta (no formulada)?

rafe

La materia oscura, como la materia ordinaria, se diluye a medida que el universo se expande.

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