“La materia oscura está manteniendo nuestra galaxia unida”. ¿No se supone que el agujero negro súper masivo en el centro de nuestra galaxia hace eso?

Los agujeros negros supermasivos no fueron propuestos para explicar por qué la galaxia se mantiene unida. Recuerde que un agujero negro no es una fuente especial de gravedad adicional. Si un agujero negro supermasivo tiene la masa de un millón de estrellas, desde la distancia es igual a todas esas estrellas. Un agujero negro supermasivo ni siquiera es tan denso: cuanto más grande es un agujero negro, menos denso debe ser un agujero negro.

El agujero negro supermasivo fue teorizado no por la gravedad sino por un tipo particular de luz que parecía provenir de algunas galaxias. Anteriormente solo se había visto en sincrotrones, donde las partículas magnéticas se aceleran a velocidades muy altas. Se teorizó que un agujero negro podría producir aceleraciones similares, y futuras observaciones lo confirmaron.

La materia oscura es en realidad una teoría considerablemente más antigua, que data de la década de 1930, basada en observaciones de los movimientos de las estrellas dentro de la galaxia. Tenían tanto impulso angular que deberían haber alcanzado la velocidad de escape. Las velocidades particulares a las que se movían no podían explicarse por una sola fuente de gravedad de punto masivo; tenía que ser más difuso que eso. La hipótesis de la materia oscura planteaba una forma de materia con gravedad que no estábamos viendo.

A medida que la teoría evolucionó, se hizo más probable que fuera una forma de materia que no podíamos ver, en lugar de simplemente no ver: interactuaba con la gravedad pero no con la luz. El Modelo Estándar de Física de Partículas no lo explicaba, pero una extensión podría hacerlo. Las pruebas de esa extensión están comenzando a dar sus frutos:

Indicios de materia oscura posiblemente vistos

Ni los agujeros negros ni la materia oscura son absolutamente necesarios para la formación de galaxias. Toda la materia tiene gravedad, y obviamente tenemos evidencia directa de algo en forma de estrellas. Cuando la materia observable no puede explicar el movimiento que observamos, entonces, como cuestión de contabilidad, predeciremos la existencia de materia invisible.

La gravedad de un agujero negro en el núcleo de una galaxia aumentará la rotación de una galaxia, pero al igual que Mercurio gira alrededor del sol más rápido que la Tierra, la presencia de un agujero negro hará que la materia más cercana gire más rápido.

La materia oscura se hipotetizó porque las regiones externas de las galaxias giraban más rápido que la gravedad de la materia conocida predicha. La huella gravitacional de la materia oscura es casi el reverso de un agujero negro supermasivo (aumentando la velocidad de las regiones externas frente a las internas). Sin materia oscura, es muy difícil formular una teoría consistente de por qué las regiones externas se mueven tan rápido como lo hacen. Hay más detalles en el artículo de Wikipedia sobre la curva de rotación de galaxias.

Miro la teoría de la materia oscura y me pregunto si fue una especie de teoría de posición por el momento. Los científicos no pudieron explicar por qué las galaxias se mantuvieron juntas en ciertas formas porque eventualmente, la galaxia se desintegraría, pero descubrieron que no es así. Y para responder a esa pregunta, la teoría de la materia oscura fue hipotetizada.

Sin embargo, los agujeros negros supermasivos son millones o miles de millones de veces más grandes que el sol en masa, pero eso no es suficiente para sostener una galaxia entera de radio de aproximadamente 50 000 años luz (eso es la galaxia de la Vía Láctea, por ejemplo) … la materia oscura surge cuando la densidad de masa de energía del universo se mide y se descubrió que gran parte de la materia en el universo es invisible para nosotros. La lente gravitacional posterior también demostró la existencia de algunas partículas que interactúan débilmente que se llaman materia oscura … ya que son partículas que interactúan semanalmente y se distribuyen de manera homogénea en galaxias sin muchas interacciones y contienen la materia ordinaria que es la materia que vemos en el universo. Un punto más a tener en cuenta es que si solo los agujeros negros supermasivos fueran responsables de mantener una galaxia unida, la materia hacia el agujero negro debería girar más rápido que la materia en la circunferencia de la galaxia, pero en realidad está sucediendo lo contrario, lo que llevó a los científicos a pensar sobre el concepto de materia oscura. Y dado que la materia oscura es una fuerza de retención, debe ser una fuerza en el universo que se opuso a ella para mantener el equilibrio. Por lo tanto, se acuñó el término energía oscura que es responsable de la expansión del universo ……

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