¿Es posible que la materia oscura sea una partícula neutra resultante de la ‘aniquilación de materia / antimateria’?

Un problema con las preguntas “es posible” es que si no hay suficientes detalles, la respuesta siempre será afirmativa. El problema es que para crear un modelo que valga la pena publicar, debe agregar más detalles para que las personas tengan algo con qué trabajar (por ejemplo, qué tipo de materia, qué tipo de aniquilación).

Como la pregunta no tiene detalles, permítanme agregar algunos. Una cosa sobre la materia oscura es que para explicar el fondo cósmico de microondas, tiene que existir temprano en el universo. Si su materia oscura no existe 300,000 años después del comienzo del universo, no coincidirá con las observaciones de CMB. También hay problemas con la nucleosíntesis del big bang. Si sucede algo extraño 3 minutos después del Big Bang, entonces todas las abundancias elementales se disparan.

Entonces, para que este sea un modelo viable, debe hacer dos cosas:

1) tienes que demostrar que no produce observaciones incorrectas de las cosas que sabemos sobre
2) debe demostrar que su solución es mejor que “no sabemos”. Por ejemplo, supongamos que la materia oscura es el resultado de aniquilaciones de materia / materia, qué misterio o rompecabezas resuelve eso. Si no puede encontrar algún rompecabezas o misterio que resuelva, es mejor decir que es desconocido.

Déjame darte una analogía. Descubrir lo que sucedió en el universo primitivo es como resolver un crimen. Supongamos que hay un robo a un banco, y usted tiene alguna evidencia y testigos que ven un auto de escape. Es posible que el auto de escape necesitara un cambio de aceite o que tuviera un aire acondicionado roto. Sí, es posible, pero a menos que esos detalles importen para resolver el crimen, es mejor no pensar demasiado en ellos. Sin embargo, puede resultar que esos detalles * importen *. Por ejemplo, si los testigos ven que el automóvil tiene fugas de aceite o que los ladrones de bancos estaban sudando, entonces debemos comenzar a pensar si el automóvil necesitaba un cambio de aceite.

Entonces preguntar “¿es posible, es así?” Sí, es posible, pero ¿de qué manera suponer esto nos ayuda a descubrir cómo fue robado el banco? Esa no es una pregunta retórica.

Las partículas masivas que interactúan débilmente dan esta explicación:

Para temperaturas suficientemente altas, como las que existían en el Universo temprano, la partícula de materia oscura y su antipartícula se habrían formado y aniquilado en partículas más ligeras. A medida que el Universo se expandió y enfrió, la energía térmica promedio de estas partículas más livianas disminuyó y finalmente se volvió insuficiente para formar un par de partículas oscuras de partículas antipartículas. Sin embargo, la aniquilación de los pares de partículas de materia oscura-antipartículas habría continuado, y la densidad numérica de partículas de materia oscura habría comenzado a disminuir exponencialmente. Eventualmente, sin embargo, la densidad numérica se volvería tan baja que la partícula de materia oscura y la interacción antipartícula cesarían, y el número de partículas de materia oscura permanecería (aproximadamente) constante a medida que el Universo continuara expandiéndose.

Esta condensación habría ocurrido incluso antes que la condensación similar de la materia ordinaria, si las partículas de materia oscura son mucho más masivas que los protones.

Seré un poco más audaz que el Dr. Wang y diré que no, que no es posible. La aniquilación de materia / antimateria es un proceso bien entendido, produce rayos gamma y piones, NO materia oscura. Además: los piones mismos se descomponen en fotones, claramente no materia oscura.

Ahora supongo que uno podría objetar y decir que algún otro proceso de aniquilación podría estar ocurriendo en estrellas superdensas o en el caso de horizontes de agujeros negros, pero eso es realmente poco probable.

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