La materia oscura y la energía oscura son dos cosas muy diferentes, y ambas están definidas de tal manera que sí existen. Explicaré lo que quiero decir con eso. Por ejemplo; puede rechazar que Dark Matter sea lo que parece (es decir, materia que no interactúa a través del electromagnetismo) y afirmar que es igualmente probable que simplemente tengamos la teoría de la gravedad incorrecta y, por lo tanto, nuestras observaciones solo parecen indicar la existencia de algún componente nuevo de importancia. De cualquier manera, Dark Matter es simplemente un marcador de posición hasta que descubramos qué está causando las discrepancias en nuestras mediciones. Lo mismo ocurre con la energía oscura.
¿Por qué pensamos que hay materia oscura?
La historia y la evidencia de la materia oscura podrían (y estoy seguro de que lo hace) llenar un libro entero o volúmenes de libros. En lugar de reinventar la rueda, te dirigiré a Wikipedia para obtener algunas de las pruebas de observación más importantes: la materia oscura
¿Dónde está la materia oscura que falta?
No estoy seguro de lo que estás haciendo aquí: definitivamente no falta la materia oscura. Podemos inferir la existencia de materia oscura midiendo cómo la luz de las galaxias detrás de los grupos de materia oscura se deforma y distorsiona alrededor del grupo. En realidad, puede hacer mapas de la densidad de masa proyectada haciendo estas mediciones de lentes débiles :
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Imagen cortesía de [1004.4214] Medición directa de la elipticidad de halo de materia oscura a partir de mapas de corte de lentes bidimensionales de 25 grupos masivos
¿Por qué pensamos que hay energía oscura?
La energía oscura es un descubrimiento observacional relativamente reciente, y es, como la materia oscura, simplemente un marcador de posición para la física que aún no se comprende muy bien. Hemos sabido desde la década de 1920 que el universo se está expandiendo, porque a medida que miras cada vez más lejos, las galaxias se alejan de nosotros a velocidades cada vez más rápidas. Sin embargo, la tasa de cambio de esa velocidad de recesión (es decir, la aceleración) de la expansión no se midió bien hasta fines de la década de 1990.
Incluso antes de medir la aceleración del universo, teníamos las herramientas matemáticas para predecirlo . Puede calcular la historia de expansión de un universo que contiene materia y radiación utilizando la relatividad general y la métrica de Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (es decir, las ecuaciones de Friedmann).
Si supone que el universo contiene cosas con las que estamos familiarizados (protones, neutrones, luz, neutrinos, materia oscura (!), Etc.) obtendrá una predicción muy específica para la aceleración del universo. Esa predicción es un número negativo , es decir, el universo debería estar desacelerando . Los cosmólogos fueron incluso tan audaces como para nombrar a esta cantidad el parámetro de desaceleración .
Medimos (a partir de ~ 1998) que la expansión del universo se está acelerando [astro-ph / 9805201] Evidencia de observación de las supernovas para un universo acelerado y una constante cosmológica. (Ese documento ganó al autor el Premio Nobel en 2011).
Este fue un descubrimiento extremadamente importante e interesante, pero no fue como si los teóricos estuvieran atrapados con sus proverbiales pantalones caídos. Todos sabían, desde la década de 1930, que podría haber varias fuentes físicamente plausibles para la aceleración cosmológica. Una de ellas es una constante cosmológica , que podría estar relacionada con la energía del vacío del espacio vacío. Aunque intuitivamente esto está bien, si te sientas y trabajas a través de los cálculos teóricos del campo cuántico, obtienes un número que es ridículamente inconsistente con las observaciones. También puedes inventar campos cuánticos exóticos que actúen como una constante cosmológica.
Nuevamente, la materia oscura y la energía oscura son dos preguntas en la vanguardia actual de la física. Es emocionante, claro, pero recuerda, si estuviéramos viviendo a principios del siglo XX, las estrellas habrían sido el gran misterio.
¿Podría ser solo algún tipo de error estadístico?
Un rotundo NO aquí: la evidencia de la materia oscura se ha ido acumulando durante varias décadas (casi un siglo, en realidad); por ahora no hay argumento que uno pueda dar con una cara seria que descarte la existencia de cualquier materia oscura. Lo mismo ocurre con la energía oscura: la aceleración del universo se confirma con una significación estadística abrumadora.