Materia Oscura
La materia oscura es una forma de materia invisible que no emite luz, pero se revela a través de la gravedad, constituyendo la mayor parte de la materia del universo y dando forma a las galaxias y a la estructura cósmica.
Definition
La materia oscura es una forma de materia no luminosa y no bariónica que interactúa principalmente a través de la gravedad, inferida de sus efectos gravitacionales sobre la materia visible y la luz, y necesaria para explicar la dinámica de las galaxias y los cúmulos, así como la formación de la estructura cósmica.
Scope
Esta área abarca la evidencia gravitacional de la materia oscura a partir de las curvas de rotación de las galaxias, los cúmulos de galaxias, las lentes gravitacionales y el fondo cósmico de microondas, los principales candidatos de partículas y modelos teóricos para su identidad, y los esfuerzos experimentales para detectarla directa o indirectamente, o mediante su producción en colisionadores.
Sub-topics
Core questions
- ¿Cuál es la evidencia de que existe la materia oscura?
- ¿De qué podría estar hecha la materia oscura?
- ¿Cómo podría detectarse la materia oscura?
Key concepts
- Materia oscura fría
- Curvas de rotación
- Lentes gravitacionales
- Cúmulos de galaxias
- Abundancia reliquia
- WIMPs
- Materia no bariónica
Key theories
- Materia oscura fría
- La mayor parte de la materia en el universo es no bariónica y se mueve lentamente, o fría, lo que le permite agruparse gravitacionalmente y sembrar la formación de galaxias y la estructura a gran escala, como en el modelo estándar Lambda-CDM.
- Discrepancia de masa dinámica
- Las velocidades orbitales de las estrellas y galaxias implican una masa gravitacional mucho mayor de lo que la materia visible puede explicar, siendo esta la evidencia original y aún central de la materia oscura.
Clinical relevance
La materia oscura es esencial para el modelo cosmológico estándar: constituye aproximadamente una cuarta parte del presupuesto energético cósmico, proporciona el andamiaje gravitacional sobre el cual se forman las galaxias y los cúmulos, y se requiere para ajustar simultáneamente el fondo cósmico de microondas, las curvas de rotación de las galaxias y la estructura a gran escala.
History
Zwicky infirió la masa faltante en los cúmulos de galaxias en 1933, y las curvas de rotación planas de las galaxias de Rubin y Ford en la década de 1970 hicieron que el caso fuera convincente; evidencia posterior de las lentes gravitacionales, el cúmulo Bala y el fondo cósmico de microondas estableció la materia oscura como una piedra angular de la cosmología, aunque su identidad de partícula sigue siendo desconocida.
Debates
- Materia oscura de partículas versus gravedad modificada
- Aunque la mayoría de la evidencia favorece una nueva forma de materia, algunos proponen que las modificaciones de la gravedad podrían imitar la materia oscura en escalas galácticas; el éxito de la materia oscura fría en escalas cosmológicas y observaciones como el cúmulo Bala favorecen fuertemente la interpretación de partículas, pero el debate persiste.
Key figures
- Fritz Zwicky
- Vera Rubin
- Jeremiah Ostriker
- James Peebles
Related topics
Seminal works
- zwicky1933
- rubin1970
Frequently asked questions
- ¿Cómo sabemos que existe la materia oscura si no podemos verla?
- Su gravedad es detectable: dobla la luz, mantiene unidas a las galaxias que se mueven rápidamente en los cúmulos, aplana las curvas de rotación de las galaxias y da forma al fondo cósmico de microondas, todo lo cual apunta consistentemente a una masa mucho mayor de la que proporciona la materia visible.
- ¿Podría la materia oscura ser simplemente materia ordinaria difícil de ver?
- Existe materia ordinaria tenue, pero no puede explicar el total: la nucleosíntesis del Big Bang y el fondo cósmico de microondas limitan los bariones a un pequeño porcentaje del presupuesto energético, por lo que la mayor parte de la materia oscura debe ser una sustancia no bariónica.