“Supongo que nunca podríamos confirmar esto experimentalmente”.
Si no cree que su idea sea comprobable, no estoy seguro de qué espera aprender al proponerla. Sin embargo, creo que la pregunta subyacente: “¿podría la materia oscura exhibir formas novedosas de autointeración?” Es muy probable que sea comprobable. (Nota: por auto-interacción, me refiero a la interacción entre una partícula de materia oscura y otra).
Sabemos que la materia oscura no interactúa electromagnéticamente, por lo que no (por ejemplo) se agrupa para formar estrellas. Pero si la materia oscura pudiera auto-interactuar de una manera más o menos análoga a través de una fuerza desconocida, entonces podría formar estructuras más complicadas como lo hace la materia bariónica: estrellas oscuras, planetas oscuros, tal vez incluso formas de vida oscuras. Sin embargo, cualquier reestructuración significativa de la materia oscura a escala galáctica sería evidente en su firma gravitacional .
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Considere la Vía Láctea. Según nuestra comprensión actual, los bariones, que interactúan entre sí a través de varios procesos no gravitacionales, se concentran principalmente en una estructura complicada en el medio:
Las partículas de materia oscura, por otro lado, zumban en un “halo” mucho más grande, más o menos simétrico (que se muestra arriba en azul). La materia oscura puede formar una subestructura bajo auto-atracción gravitacional, pero nada como las estructuras que obtienes bajo la influencia de algo como la fuerza electromagnética.
Esta es la imagen que obtenemos de las simulaciones de materia oscura que suponen solo la auto-interacción gravitacional, y es ampliamente consistente con la observación. La existencia de cualquier auto-interacción adicional significativa tendría un efecto drástico en la distribución de la materia oscura, probablemente colapsando en una estructura central algo así como la parte visible de la Vía Láctea. Dado que esto es inconsistente con la distribución de masa conocida de nuestra galaxia, no espero que la materia oscura exhiba auto-interacción del tipo que está proponiendo.
ETA : Como se discutió en los comentarios, las teorías WIMP (“Partícula masiva débilmente interactiva”) de la materia oscura predicen una partícula de materia oscura que interactúa por sí misma a través de la fuerza débil, además de la gravedad. Algunas de estas teorías predicen además que esta partícula es su propia antipartícula, en cuyo caso debería autoaniquilarse en partículas estándar. Esta es la motivación detrás de los esfuerzos de detección indirecta a través de telescopios de rayos gamma como Fermi (en el espacio) y los telescopios Cherenkov (en el suelo), que buscan rayos gamma emitidos como un subproducto de la aniquilación de la materia oscura.
