La materia normal consiste principalmente en bariones (es decir, protones y neutrones). La materia oscura (si es que existe) casi seguramente no está hecha de bariones.
¿Como sabemos?
Primero, buscamos materia oscura bariónica en una variedad de formas: gas diluido, polvo, planetas dispersos, pequeñas estrellas muy tenues, pequeños agujeros negros. Todas estas búsquedas resultaron negativas: no se detectaron cantidades significativas de “materia oscura bariónica” en ninguna forma.
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Segundo, en el modelo cosmológico prevaleciente, la materia oscura es “sin colisión”: no tiene presión. Esto lo distingue de la materia normal, que tiene presión. Esta distinción juega un papel crucial cuando los dos están comprimidos por la gravedad. La materia oscura se puede comprimir con impunidad. Por el contrario, se puede decir que la materia normal resiste la compresión bajo la gravedad. Esto se debe a que la presión de la materia normal aumenta bajo compresión, y la energía gravitacional que la comprimiría en su lugar termina siendo disipada como ondas de presión (sonido). Esto tiene consecuencias tangibles en dos cosas que podemos observar: la distribución estadística de la materia (específicamente, la distribución a gran escala de galaxias) en el Universo, y la forma de pequeñas fluctuaciones en la radiación cósmica de fondo de microondas. Las observaciones reales de estos clavan la proporción de materia oscura / materia normal a aproximadamente 6: 1.
En tercer lugar, la abundancia de materia primordial, especialmente las proporciones de hidrógeno, helio y otros elementos ligeros del universo, se puede predecir con bastante precisión. Cuando los números se conectan al modelo (de nucleosíntesis de Big Bang), la materia bariónica termina en no más del 5% del universo, mientras que la densidad total de la materia tiene que estar alrededor del 30%.
Como se indicó en la respuesta de Rob van den Berg a ¿Es la materia oscura fundamentalmente diferente de la materia normal, o solo estamos hablando de materia normal que no podemos ver ya que no refleja la luz en nuestro camino ?, la expectativa predominante es que la materia oscura estar en forma de “partículas masivas que interactúan débilmente” (WIMP): partículas elementales que son muy masivas, pero que no interactúan con la luz, con bariones o incluso entre sí.
