Si imagina un cubo de cualquier tamaño en el espacio, los fotones pasan a través de este espacio desde todas las direcciones. ¿Podría ser esto energía oscura?

No.

Los términos “energía oscura“, “materia oscura” (también conocido como “polvo”), “radiación” tienen un significado muy específico en el contexto de la cosmología física. Se refieren a “cosas” (no es necesario ser específico aquí) que se define por su llamada ecuación de estado: una ecuación que relaciona la presión de las cosas con su densidad de energía.

Ocurre que la presión (fuerza por unidad de área) y la densidad de energía (energía por unidad de volumen) se miden utilizando las mismas unidades, ya que la energía es fuerza por distancia, y el volumen es área por distancia. Lo que significa que si divido la presión por la densidad de energía, obtengo un número simple que permanece igual sin importar las unidades que use para medir la distancia, el tiempo y la masa, siempre que lo haga de manera constante.

Este número a menudo se denota con la letra minúscula w.

Para “polvo” (materia oscura), [matemáticas] w = 0 [/ matemáticas].

Para “radiación”, [matemáticas] w = 1/3 [/ matemáticas].

Para “energía oscura”, [matemáticas] w = -1 [/ matemáticas].

Entonces, no importa cuántos fotones haya o no en un volumen dado, tienen la ecuación de estado incorrecta para la energía oscura.

La radiación, de hecho, está bien explicada en las ecuaciones de la cosmología; sin embargo, debido a que el universo se expande, no solo los fotones se diluyen sino que su longitud de onda también se estira, su densidad de energía se desvanece rápidamente. Entonces, en el universo actual, la densidad de energía de radiación es insignificante. Pero incluso si no fuera así, la radiación no podría desempeñar el papel de la energía oscura ya que su ecuación de estado difiere de la de la energía oscura.

Los fotones son excitaciones QM del campo EM. Como sabemos sobre esto, no sería un buen candidato para lo que aún no entendemos (energía oscura).

Además, lo más importante, la definición de materia oscura y energía oscura implica que no interactúa con el campo EM; por definición parece decir que la luz (los fotones) no son la causa.

Normalmente se piensa que la energía oscura se debe a la naturaleza escalar de la constante cosmológica en GR (que consideramos que no es cero). Por qué es posible que haya un problema de condiciones iniciales.

No, esto ya se ha calculado, y la densidad de radiación es solo 1 parte en 10,000 de lo que se requeriría.

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