Si la materia oscura realmente existe, ¿no debería haber objetos astronómicos hechos de materia oscura, incluso si interactúa con el universo solo a través de la gravedad?

La materia oscura no se agrupa en objetos “sólidos” hasta donde sabemos, la razón principal es que no interactúa electromagnéticamente ni a través de las fuerzas nucleares con la materia ordinaria, ni consigo misma. Su única interacción con cualquier otra cosa es puramente gravitacional.

Cuando la materia ordinaria interactúa gravitacionalmente, se calienta. Una nube de materia que se une gravitacionalmente acumula energía según la ley de conservación del momento a medida que se contrae, la fricción creciente (colisiones) entre las partículas a medida que se acercan entre sí las ralentiza e irradian esta energía como calor, radiación electromagnética. en bajas frecuencias

De hecho, si la nube de materia que se une no puede irradiar su calor, el aumento de la presión térmica causada por la contracción gravitacional puede detener la contracción adicional, este punto de equilibrio entre la presión térmica y la atracción gravitacional se llama punto de inestabilidad de Jeans.

La materia oscura no puede irradiar calor y, por lo tanto, su interacción gravitacional es extremadamente “floja” en comparación con la materia ordinaria. Las partículas de materia oscura no se ralentizan entre sí cuando se cruzan, simplemente pasan y continúan su camino hasta que la gravedad los detiene y los lleva a la dirección opuesta nuevamente. y una y otra vez Pero no pierden energía en el proceso, no pueden irradiar energía.

Bueno, más precisamente, solo pierden energía en forma de ondas gravitacionales, que son tan tenues que no hemos podido detectarlas ni siquiera para objetos supermasivos como los agujeros negros supermasivos, por lo que puedes imaginar que la pérdida de energía de algunos Las partículas de materia oscura que interactúan con la materia ordinaria o entre sí a través de ondas gravitacionales son completamente indetectables.

Bueno, esa es la teoría asumida de todos modos, no sabemos mucho sobre la materia oscura.

Probablemente lo hay. El único problema es que no podemos detectarlos a través de medios convencionales para detectar el espectro electromagnético de los objetos de materia oscura.

En 2012, los científicos de la Universidad de BC, Vancouver observaron la luz de galaxias distantes que fue distorsionada por la gravitación de los “grupos” de materia oscura (los astrónomos alcanzan nuevas fronteras de la materia oscura), de una manera similar a la de los cuerpos celestes masivos visibles, y causa efectos como lentes gravitacionales. El estudio concluyó que tales cuerpos se extienden por todo el universo.

Sus propiedades, si se pueden estudiar, serían diferentes de los cuerpos astronómicos que conocemos. ¡Pero esos son cuerpos astronómicos, no obstante!

Llamamos a los objetos astronómicos hechos de materia oscura “galaxias” … están algo contaminados por 10 a 15% de contenido en masa de materia bariónica “ordinaria” visible como estrellas, nubes de gas / polvo e hidrógeno neutro (emisión de 21 cm). Las concentraciones de materia oscura en el universo temprano probablemente colapsaron gravitacionalmente y fueron arrastradas por la materia bariónica por la gravedad; entonces la materia oscura es realmente el componente estructuralmente dominante.

La propiedad que evita esto es que la materia oscura es “sin colisión”.

Cuando un átomo (materia ordinaria) choca con otro, su electrón se excita, después de lo cual puede desexcitarse emitiendo un fotón. Este fotón transporta energía, que el átomo luego pierde. Entonces, al chocar y emitir un fotón, la materia ordinaria puede perder energía.

La materia oscura no tiene colisión, hasta donde sabemos. No interactúa con la luz (fotones), por lo que no puede emitir energía de esta manera.

Entonces, si imagina que hay un montón de canicas rodando en una cuenca, y algunas no pueden perder energía y otras sí, entonces las que pierden energía pueden caer a la mitad y formar objetos “compactos”. Los que no pueden perder energía nunca podrán perder energía y formar un objeto compacto.

Hacer que la materia oscura sea sin colisión evita la formación de objetos compactos de materia oscura.

Por supuesto, no sabemos qué es la materia oscura, por lo que no sabemos que sea completamente sin colisión. Pero hasta ahora no tenemos evidencia de que sea otra cosa que no sea. Una de esas pruebas es el hecho de que no hay objetos oscuros compactos.

En realidad, hemos notado algunas estructuras de materia oscura: los halos de materia oscura alrededor de las galaxias. Sin embargo, no sabemos mucho más. El problema con la materia oscura es que no interactúa con el electromagnetismo, de ninguna manera. Eso significa que ni siquiera hace cosas como irradiar fotones de cuerpo negro. Literalmente no hay forma de verlo. Esto también significa que si estamos rodeados de materia oscura (que fácilmente podríamos estar, como si estuviéramos con neutrinos), lo atravesaríamos ya que las elecciones en los átomos que nos componen no lo repelerían. Tampoco experimenta la interacción fuerte, que solo afecta a los quarks, que constituyen el asunto que vemos.

Lo que hemos visto es cómo interactúa con la gravedad: une las galaxias, tiene una lente gravitacional notable, etc. Esperemos que la materia oscura también experimente la interacción débil, de lo contrario no tenemos ninguna esperanza de aprender algo sobre ella en el futuro previsible.