¿Es la materia oscura un gas?

Como dice Viktor T. Toth, una de las pocas propiedades que conocemos sobre la materia oscura es que la materia oscura en la galaxia es un estado de materia casi sin presión que generalmente se conoce como “polvo”.

Una de las características importantes de un gas es que se comporta aproximadamente como la ley de gas ideal
[matemáticas] P = n \ tau [/ matemáticas]
donde [matemática] P [/ matemática] es la presión, [matemática] n [/ matemática] es el número de partículas por unidad de volumen y [matemática] \ tau [/ matemática] es la temperatura en unidades de energía. [1] Para gases reales, esto se modifica por el factor de compresibilidad [matemática] Z [/ matemática]
[matemáticas] P = Z n \ tau [/ matemáticas].
Para la mayoría de los gases [matemática] Z \ sim 1 [/ matemática]. Para la materia oscura, [matemática] Z = 0 [/ matemática]. Lo que esto significa es que puedes comprimir la materia oscura y no hay fuerza de restauración.

La materia oscura ha estado en este estado de polvo desde al menos el tiempo en que se formó la radiación cósmica de fondo de microondas (aproximadamente 100k años después del Big Bang).

Esperamos que la materia oscura tenga interacciones y, por lo tanto, si le da altas temperaturas y altas densidades, podría tener fases alternativas, pero estas están mucho más allá de donde hemos observado la presencia de materia oscura.

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[1] Esto es equivalente a la mejor [matemática] PV = N RT [/ matemática]

Tal vez no sea nada excepto un error en la teoría de la gravedad. Solo soy un tipo que lee muchos libros de ciencias, no un físico ni un astrónomo, así que toma mi opinión con un grano de sal.

Gran parte de la evidencia de la materia oscura proviene de cómo se forman las galaxias y las simulaciones por computadora de la formación de galaxias. Agregar materia oscura a los modelos ayuda a explicar cómo las galaxias mantienen la velocidad de rotación con la cantidad supuesta de materia que contienen. Sin embargo, también es posible que una ligera variación de la teoría de la gravedad también pueda explicar las discrepancias observadas.

La gravedad ha pasado por algunas revisiones a lo largo de la historia, cada una de las cuales hace predicciones cada vez más precisas que la teoría anterior no tenía en cuenta. Por qué la órbita de Mercurio no fue predicha adecuadamente por las leyes de gravedad de Newton fue un gran rompecabezas. Eso es hasta que Einstein lo revisó con relatividad general. La teoría de la gravedad de Einstein es casi idéntica a la de Newton, excepto bajo ciertas condiciones, como las experimentadas por Mercurio en el pozo gravitacional del sol.

La “materia oscura” es una de esas discrepancias que señala que la teoría existente que tenemos no refleja con precisión la naturaleza. Si bien la materia oscura podría resultar ser una partícula no detectada o alguna otra manifestación física, también es posible que se necesiten otros ajustes a la teoría de la gravedad para aclarar el misterio en torno a la rotación de galaxias (para ejemplos, ver Wikipedia: Materia oscura )

Se supone que la forma más comúnmente postulada de materia oscura, “materia oscura fría”, no interactúa, ni siquiera consigo misma. En ese sentido, sería como un gas sin presión, o “polvo” como a los cosmólogos les gusta llamarlo.

La materia oscura cálida, que interactúa entre sí, puede tener una ecuación de estado similar a la de un gas ordinario. Es decir, la relación entre su densidad, presión y temperatura sería similar a la ley de los gases ideales.

También se han realizado estudios que exploran la posibilidad de que la materia oscura forme un condensado mecánico cuántico (un condensado de Bose-Einstein). Podría decirse que un BEC es un estado diferente de la materia, ni gas ni líquido (aunque puede tener propiedades similares a ambas).

La gente también ha estado explorando la posibilidad de que la materia oscura pueda “agruparse” y formar estructuras, tal vez similares a los estados líquidos o sólidos de la materia ordinaria. Por supuesto, todo esto sigue siendo altamente especulativo hasta que desarrollemos algunas ideas sólidas (respaldadas por la observación) sobre de qué está hecha realmente la materia oscura.

Cuando miramos al cielo nocturno podemos ver las estrellas y la luna. Esto se debe a que las estrellas producen su propia luz y la luna refleja la luz que podemos ver con nuestros ojos o mediante telescopios. Otros objetos producen luz que no podemos ver pero que aún podemos medir. ¿Pero hay cosas que no podemos ver porque no hacen su propia luz ni reflejan ninguna?

Los científicos han pensado durante mucho tiempo que debe haber algo porque las observaciones de lo que parece ser una fuerza gravitacional negativa parece estar acelerando la expansión del universo. Como no pueden sentirlo ni medirlo, lo llaman ‘materia oscura’. ¿Qué puede ser, niños?

Si miras el diagrama a continuación, puedes ver dos pañuelos:

El primero es un pañuelo de lados más uno y tiene un área de +1 x +1 que equivale a más uno.

El segundo que no puede ver (he puesto un borde dentado alrededor para mayor claridad) tiene bordes de menos uno. Puede calcular eso, aunque no puede ver el segundo pañuelo, TIENE un área real de más uno. –1 x –1 = +1; la misma área que el pañuelo uno. En otras palabras, sabes que está allí, pero no puedes verlo. ¿¿Sonar una campana?? Lo llamo un pañuelo ‘oscuro’.

Creo que la materia oscura está compuesta de material con dimensiones negativas que no podemos sentir ni medir.

Para ver cómo funciona esto con la gravedad, remito a los lectores a mi serie de tallos en tu tubo,

La hipótesis de DAVIES

Dark Matter es un sobre misterioso que hemos creado, basado en ignorar el diagrama HR para las estrellas (porque es difícil de tener en cuenta cuando realmente no se pueden ver las estrellas, solo regiones de luz), suposiciones erróneas sobre las estrellas y los alrededores de las estrellas. centro de una galaxia espiral (porque es una aproximación no revisada), y observó efectos gravitacionales.

No todo será un gas normal. También será plasma, polvo, planetas (deshonesto y unido al sistema estelar), estrellas que tienen fotosferas y planetas completos, y agujeros negros. Incluso puede haber algo de materia oscura exótica … que NO será “similar a un gas”, porque no puede producir efectos de presión / fricción / viscosidad.

Hay evidencia cosmológica abrumadora de indicadores de materia oscura en escalas más grandes, con simulaciones y modelos para varios candidatos hipotéticos de materia oscura, pero depende del modelo al que se suscriba.

Se han descartado algunos modelos, como WIMP y Axions. Otros, como Composite Dark Matter, basados ​​en modelos SIDM y CDM, parecen prometedores, lo que podría adoptar una estructura molecular con al menos estados sólidos, líquidos y gaseosos.
Por primera vez, se ha demostrado que el gas cuántico en un laboratorio “desafía” la gravedad a temperaturas sub-absolutas, por lo tanto, los gases compuestos de “materia transparente” de materia oscura podrían explicar la mayor parte de la energía oscura, que como saben no tendría firma electromagnética en ese tipo de temperaturas, por lo que, aparte de la gravedad, la detección es un desafío.

He escrito varios documentos sobre esto, algunos están disponibles en línea, la colección completa como Grand Unification of Dark Matters está disponible en: http://www.amazon.com/dp/1520306318

Arrendajo,

Estoy convencido de que existe suficiente evidencia para demostrar la existencia de DM. Intrigado por el aparente (para mí) predominio del giro en sentido antihorario en sentido horario en el Sistema Solar, llegué a la conclusión de que, si bien existe una aparente igualdad entre los dos cerca de las primarias, cuanto más se aleja, más fuerte se hace en sentido antihorario. Con la existencia de DM prácticamente asegurada, esto significaba que Dark Energy podría ser una manifestación del predominio del giro en sentido antihorario. Sin embargo, esto no se hace evidente hasta los efectos de la DE. establecido lejos de los baricentros de los grupos de galaxias donde esto resulta en una repulsión contra un campo gravitacional vecino. Allí debe producirse una repulsión similar a la de dos imanes que repelen. Por lo tanto, la gravedad sería una forma más suave de magnetismo en su atracción y repulsión …

En mi opinión, Dark Matter es probablemente “neutrones sin carga” despojados de sus cargas eléctricas, así como los neutrinos deben ser electrones despojados de los suyos. Los vientos solares y galácticos deben soplarlos hasta los bordes de los cuerpos locales donde se reúnen, poseyendo masa, giro y órbita (unos sobre otros) …

En mi opinión, nadie sabe qué es la materia oscura. En mi opinión, el argumento de que no es un gas porque si tiene un recipiente, no obedece las leyes de gas es defectuoso porque no tenemos idea de cómo recolectar lo suficiente como para ponerlo en un recipiente. El argumento de que no interactúa eléctricamente, por lo tanto, no puede presionarlo porque no interactúa con las paredes del contenedor es equivalente a argumentar que el nitrógeno no es un gas porque no puede presurizarlo cuando está encerrado en una red de pesca . El contenedor debe contener el material que se denominará contenedor. Sin embargo, un volumen de materia oscura, si pudiera encontrar algo, ciertamente no se comportaría como un volumen de nitrógeno.

No, si se tratara de un gas, podríamos detectarlo ópticamente. No podemos, así que no lo es. Por “ópticamente” me refiero a través de radiación electromagnética, fotones, incluso aquellos fuera del espectro visible.

Hay teorías de que la materia oscura puede ser antimateria, pero científicamente no es posible … tampoco podría ser un gas por razones declaradas por Joshua. Tampoco puede ser polvo, ya que el polvo cósmico puede ser creado por estrellas que se desvanecen, cuerpos planetarios destruidos, etc., como tal, si las partículas de polvo actúan de manera diferente a las partículas sólidas, la materia oscura tampoco puede considerarse “polvo”, ya que no actúa como polvo. muchos creen que es un elemento nuevo, pero no tenemos la tecnología para probar sus propiedades, por lo que todo lo que podemos hacer es especular.

Suponiendo que realmente exista, podría existir como un supersólido, sólido, líquido, gaseoso o plasma al igual que la protomatter * y la antimateria.

* Materia normal