¿Cómo sabemos que la materia oscura no interactúa con la luz?

Las mejores restricciones provienen de las oscilaciones acústicas de Baryon vistas en el fondo cósmico de microondas.

El gráfico anterior es el espectro de potencia del CMB, medido por el satélite Planck. ¿Ves esos grandes meneos? Esto viene del hecho de que la materia ordinaria está acoplada a la luz, pero la materia oscura no lo está. Si la materia oscura también interactuara con la luz, no obtendríamos estos movimientos.

Las oscilaciones se llaman oscilaciones acústicas bariónicas, y provienen del hecho de que los bariones y los fotones están chapoteando en los pozos de potencial gravitacional de la materia oscura (dominante en masa). Esto crea ondas de sonido (u “oscilaciones acústicas”), que una vez que ocurrió la recombinación, quedaron impresas en las fluctuaciones de CMB. También vemos esto como fluctuaciones de materia en la distribución de galaxias hoy.

La clave es que, para que ocurra BAO, la materia oscura solo tiene que interactuar gravitacionalmente, no con la materia o con la luz. De lo contrario, la materia / luz no chapotearía en relación con la materia oscura, ¡todo se movería junto, y no BAO! Tenga en cuenta que esto es cierto si la materia oscura interactúa con cualquier forma de luz.

De hecho, así es como el CMB restringe la proporción de la materia oscura a la luminosa (bariónica): proviene principalmente de la proporción de las alturas del primer y segundo picos, que mide la cantidad de materia / luz que salpica. respeto a la materia oscura.

Con nuestra tecnología actual se ha detectado radiación electromagnética con longitudes de onda de 10 ^ -19 ma 10 ^ 11 m.

La longitud de onda anterior es del orden de 10.000 veces más pequeña que el diámetro de un protón. Algo tendría que ser terriblemente pequeño para emitir radiación por debajo de esa longitud de onda, y también tendría que ser muy masivo ya que este rango de longitud de onda implica una energía equivalente a alrededor de mil protones. Es poco probable que esa combinación de tamaño y masa se tome en serio. Luego está la cuestión de por qué algo emitiría solo frecuencias ultra altas de radiación y nada de menor frecuencia.

La última longitud de onda implicaría estructuras muy grandes comparables al tamaño de la órbita de la Tierra. Eso también parece extremadamente improbable.

El punto real es que todo lo que solo interactúa con longitudes de onda ultra bajas o ultra altas de radiación electromagnética para todos los fines prácticos no interactúa con la radiación electromagnética ya que nada de lo que estudiamos emite dicha radiación. Eso hace que la materia oscura sea tan transparente a la radiación electromagnética como podría ser algo.

¿Qué luz sería esa? Podemos ver la luz desde ondas extremadamente largas, lo que requeriría que las partículas de materia oscura fueran de un tamaño de metros, hasta rayos gamma tan enérgicos que crean decenas de miles de partículas cuando golpean la atmósfera. Como hemos podido lanzar detectores al espacio y no hemos tenido que soportar la atmósfera, hemos estado escaneando sistemáticamente todo el espectro electromagnético. Como se supone que Dark Matter es endémico, cualquier emisión o absorción debería ser claramente visible tan pronto como salgas de la atmósfera, donde hemos estado durante treinta años.

La luz es una onda electromagnética. Las ondas electromagnéticas dentro de un cierto rango de frecuencias son visibles para nuestros ojos. Los llamamos “luz” y nuestros instrumentos ópticos pueden detectarlos así como a ambos lados de esa banda (infrarrojos y ultravioleta). Otras ondas electromagnéticas se detectan con antenas como ondas de radiofrecuencia.

Estoy seguro de que hay un límite superior en la región de terrahertz más allá del cual las frecuencias son demasiado altas para nuestros detectores. No puedes decir mucho sobre lo que no puedes medir. Dentro del rango extremadamente amplio de señales de radiofrecuencia que podemos medir, no hay indicios de que la materia oscura refleje mucha energía.

diferentes olas, diferentes longitudes de onda, no soy científico, así que ¡usa esto si puede ayudarte a analizar tu pregunta!