¿Por qué los científicos aceptan la materia oscura indetectable en lugar de un cambio en las leyes de la física como la razón por la cual las galaxias no se separan?

Pocas cosas:

los científicos aceptan materia oscura indetectable

La mayoría de los científicos no creen que Dark Matter sea indetectable. Es por eso que muchos de ellos están gastando sus carreras en experimentos que apuntan a detectar Dark Matter.

El candidato más favorable para Dark Matter son los WIMP (partículas masivas que interactúan débilmente). Hay muchos experimentos que están configurados para detectarlos, o al menos proporcionarles límites estrechos. No harías eso si pensaras que Dark Matter es indetectable.

Ahora, por supuesto, bien podría ser que Dark Matter no interactúe; es decir, solo podemos sentirlo a través de la gravedad. Esa sería una conclusión sombría, pero realmente no podemos obligar al universo a operar de la manera que queremos. Pero incluso entonces eso no haría a Dark Matter menos real. A menos que alguien pueda idear un modelo autoconsistente mejor que Lambda-CDM que explique todas las observaciones.

Ahora, cuando dices “aceptar”, olvidas la renuencia de la comunidad científica a aceptar la noción de materia oscura cuando se propuso por primera vez en los primeros días cuando se descubrió que las curvas de rotación eran inconsistentes con cualquier modelo plausible de masa a luz. Solo se aceptó gradualmente cuando ninguna alternativa solucionó el problema.

en lugar de un cambio en las leyes de la física como la razón por la cual las galaxias no se separan?

La gente ha estado trabajando muy duro en MOND (dinámica newtoniana modificada) para explicar las curvas de rotación y las velocidades orbitales de las galaxias satelitales. Pocas personas todavía están trabajando en MOND; aún puede publicar documentos MOND en ApJ o MNRAS (dos revistas astrofísicas principales) sin ser considerado una broma (pero trate de evitarlo si es un estudiante de doctorado). ¡Simplemente no funciona!

Desearía que la gente pudiera olvidarse de las curvas de rotación. Es cierto que fueron la primera evidencia de Dark Matter, pero ahora hay pruebas mucho más convincentes. Ahora sabes acerca de las emisiones de rayos X calientes en halos masivos que dan masa virial muy por encima de lo que vemos en Baryons. Podemos hacer lentes gravitacionales. Pero quizás lo más importante es que tenemos esto:

* Espectro de potencia del mapa de temperatura CMB. Posiblemente la figura más importante de la cosmología moderna.

Los puntos de datos son las medidas de Planck. La curva es el modelo cosmológico que mejor se ajusta. El acuerdo y la resolución de los picos son asombrosos. Estoy seguro de que los cosmólogos de Quora que son un poco mayores que yo recordarían claramente los días anteriores a WMAP cuando solo el primer pico era medible, y la mera existencia del segundo pico era cuestionable.

Sin ser demasiado técnico, la posición y la amplitud de estos picos nos dicen mucho sobre la densidad de energía de Dark Energy, Baryons y Dark Matter. En combinación con otras observaciones independientes (Supernovas 1a, Oscilaciones acústicas bariónicas), estamos muy seguros de que vivimos en un universo que está muy cerca del plano, con densidad de Energía Oscura [matemáticas] \ Omega _ {\ Lambda} = 0.69 [/ matemáticas] , Densidad bariónica [matemática] \ Omega_ {b} = 0.05 [/ matemática] y densidad de materia oscura [matemática] \ Omega_ {c} = 0.26. [/matemáticas]

En resumen, porque la materia oscura es * en principio * directamente detectable.

En primer lugar, la materia oscura es generalmente aceptada como la mejor explicación que tenemos . Es tarea de los científicos probar la teoría, y esto se hace todo el tiempo: para ver si necesitamos una teoría mejor. Al hacer esto, se han descartado muchos ‘sabores’ de la materia oscura, por lo que ahora sabemos que para que funcione, la materia oscura tiene que ser una partícula no bariónica. No puede interactuar a través de la fuerza electromagnética (de lo contrario, interactuaría con la luz) y no puede interactuar a través de la fuerza nuclear fuerte. Tiene masa, por lo que interactúa a través de la gravedad, lo que deja a la débil fuerza nuclear como el único otro juego en la ciudad. Cualquier partícula de materia oscura que no interactúe a través de la fuerza débil sería muy difícil de detectar, pero una partícula masiva de interacción débil (WIMP – interactúa a través de la fuerza débil y la gravedad) debería tener algún tipo de sección transversal de interacción.

En segundo lugar, ¡conocemos todo tipo de partículas que son difíciles de detectar! Neutrinos, por ejemplo: el sol produce miles de millones de estos por segundo a través de la fusión nuclear y navegan directamente del sol a la velocidad de la luz y atraviesan la Tierra. Con un detector enorme, puede detectar algunos de ellos, pero estamos hablando de un puñado de detecciones por día. Los neutrinos solo interactúan con la materia bariónica a través de la fuerza débil, por eso son difíciles de detectar. Desafortunadamente, los neutrinos no son muy masivos y esto significa que viajan muy cerca de la velocidad de la luz, algo que se descarta para la materia oscura porque no se pueden hacer galaxias lo suficientemente pequeñas. Dado que sabemos que este tipo de cosas están ahí afuera (y algunos modelos predicen la existencia de un primo mucho más pesado del neutrino que sería un posible candidato de WIMP), ¿es realmente tan extraño aceptar la materia oscura como una explicación razonable?

Hasta ahora, los experimentos de detección directa no han podido encontrar una partícula de materia oscura. Eso está bien, porque solo te dice que su interacción con la materia normal es lo suficientemente pequeña como para que necesites un detector más sensible. Pero hay otras opciones para la detección: si puede hacer estas partículas en un acelerador como el LHC, entonces puede que no las detecte directamente, pero puede encontrar la masa faltante (masa + energía = = = masa + energía fuera) hemos hecho algunas partículas que no puedes detectar) e inferimos su existencia (así es como se detectó el bosón de Higgs). También existe la posibilidad de una detección astrofísica: la descomposición de una partícula de materia oscura masiva puede producir rayos X. Recientemente se ha afirmado que se detectaron en regiones de alta densidad de materia oscura como el centro de las galaxias. El resultado aún no se ha replicado con un alto significado estadístico, pero la próxima generación de telescopios espaciales de rayos X debería ser capaz de manejar esto.

Primero es detectable. Lo detectamos todo el tiempo. Podemos medirlo Es solo que solo podemos detectarlo a través de su gravitación. Decir que es indetectable es un poco como decir que una persona ciega no puede detectar a un cantante en la habitación mientras el cantante está cantando.

En segundo lugar, no se ha encontrado ningún cambio que se ajuste a las observaciones y no cause una onda masiva en el afecto. Es decir, no sirve de nada cambiar algo fundamental en física para responder 1 pregunta si en el proceso acabas de romper otras 20 explicaciones que funcionaron extremadamente bien.

Una tercera razón es que no solo inventaron un marcador de posición para explicar las curvas de rotación de galaxias. La materia oscura constituía una gran cantidad de la energía faltante del universo para el modelo principal. Entonces allí responde 2 preguntas separadas con el mismo valor.

Cuarto, ¿con qué lo reemplazarías? ¿Una nueva fuerza de materia bariónica que no podemos detectar? ¿Cómo es eso mejor de lo que tenemos ahora? Básicamente tenemos un montón de preguntas que respondemos con “No sé”. Lo hemos etiquetado con el título de “Dark Matter”. Tiene algunas propiedades que conocemos. Podemos hacer observaciones al respecto. El problema de que no sabemos mucho al respecto no significa que debamos arrojar explicaciones válidas, útiles y muy bien probadas para que podamos calzar esta cosa en algo de lo que no tenemos evidencia de que incluso sea parte de .

De hecho, podemos detectar “materia oscura”, pero dado que solo podemos “detectarlos” a través de sus fuerzas gravitacionales y nada más, los llamamos así.

Pero, podríamos hacer eso … podríamos.

Pero hay una trampa. ¿Qué ley particular de la física nos está jodiendo?

Einstein tuvo la idea de descubrir que el “marco de referencia absoluto” nos estaba atornillando en la física newtoniana y lo reemplazó por “velocidad absoluta de la luz”. Pero para esto? Ni idea.

Entonces, hasta que aparezca un tipo de algún lugar extraño e inesperado y diga “Oye, esto nos está jodiendo”, estamos atrapados por joder.