Divulgación ¿Cómo se explica la materia oscura?

[Lauriscus]

¡Hola! He pensado bastante a lo largo de estos meses en la materia oscura. Según algunas teorías que he estado investigando, la materia oscura se descubrió cuando se dieron cuenta de que en la ecuación donde se mide la masa de una galaxia y la gravedad que se ejerce sobre esta para que se mantenga unida falla algo. Es decir, o se necesita más masa o más fuerza gravitatoria.
La mayoría de teorías, creo, o bueno, al menos, el nombre de materia oscura indica esto, opta por esa falta de masa que debe de estar en algún lado. Pero estas teorías prefieren optar por una fuerza gravitatoria mayor.
Bueno. Según estas teorías la gravedad podría estar 'escapándose' o 'filtrándose' a las dimensiones extra de la teoría de cuerdas, (las arrolladas). Eso también explicaría por qué es una fuerza tan débil respecto a las otras a cortas distancias. Pero cuando se trata de espacios grandes, por algún motivo, no escapa y se muestra toda su fuerza real.

Si podéis responderme, ¡¡Muchas gracias!!

[Richard R Richard]

Re: ¿Cómo se explica la materia oscura?

¡Hola! He pensado bastante a lo largo de estos meses en la materia oscura. Según algunas teorías que he estado investigando, la materia oscura se descubrió cuando se dieron cuenta de que en la ecuación donde se mide la masa de una galaxia y la gravedad que se ejerce sobre esta para que se mantenga unida falla algo. Es decir, o se necesita más masa o más fuerza gravitatoria.

Hola, vayamos analizando párrafo a párrafo.
De la teoría comprenderás que no se trata de que falte una cosa o bien falte la otra. La teoría que mejor explica la gravitación es la Teoría de la relatividad general de Albert Einstein o TRG, en ella no existe la fuerza gravitatoria sino una deformación en el espaciotiempo que mueve los objetos respecto de distribuciones de energía(masa) acelerándolos como si tal fuerza existiera.
La velocidad de rotación de las estrellas en la periferia de las galaxias es mayor a la necesaria para mantener sus trayectorias con solo la masa de las estrellas que las circundan. Este hecho experimental ninguna teoría lo explica, pero esta bien medido por las deformaciones producidas en la luz detrás de las galaxias. Luego se sabe que lo que falta es energía(en forma de masa), y como no se la ve interactuar de ningún otro modo se dice es oscura porque no se la observa.

La mayoría de teorías, creo, o bueno, al menos, el nombre de materia oscura indica esto, opta por esa falta de masa que debe de estar en algún lado.

Se sabe que tiene que tener una distribución esférica con ciertas propiedades de densidad volumétrica,(equilibrio hidrostático) centrada en el centro de la galaxia y puede extenderse mas allá de las estrellas mas distantes al centro.
Un análisis newtoniano (no relativista) lo puedes ver aquí en https://forum.lawebdefisica.com/entr...de-una-galaxia

Pero estas teorías prefieren optar por una fuerza gravitatoria mayor.

Como ves no es cierto ,no es necesaria una fuerza mayor lo necesario es la presencia de una masa mayor.

Bueno. Según estas teorías la gravedad podría estar 'escapándose' o 'filtrándose' a las dimensiones extra de la teoría de cuerdas, (las arrolladas).

Por el contrario yo no diría que estaría "filtrándose a" sino mas bien "filtrándose de" ya que necesitamos mas masa de la que observamos puede crear la gravedad registrada y mantiene a las estrellas en órbita..
Aun así de esas teorías no hay una sola prueba experimental valida, solo se las amolda para que describan de mejor o peor manera la naturaleza existente, hasta que algún genio pueda demostrar que se ajustan a la realidad y mediante ciertas interacciones predecir un comportamiento único, que demuestre con poco margen de duda su existencia.

Eso también explicaría por qué es una fuerza tan débil respecto a las otras a cortas distancias.

Falso. Porque? Imagina que a cada átomo le quitas un solo electrón o protón, la fuerza electromagnética sería mayor en intensidad, y con el mismo alcance en distancia que la gravedad, ya que decaen con la misma tasa "el cuadrado de la distancia".
en la materia ordinaria, como el electrón tiene al protón para equilibrar carga , el campo electromagnético que crean no tiene intensidad fuera de los átomos. En cambio la masa no tiene su antimateria presente o rodeándola , luego el alcance de la curvatura es muy superior en distancia, y es por eso el universo existe como lo conocemos , sin regiones con antimateria, y con la gravedad dominando el movimiento de los cuerpos, por sobre la fuerza electromagnética .
Por otro lado la intensidad de la gravedad es la que es, porque debería tener otra...eso no explica de modo alguno a la materia oscura, sino mas bien responde el porque la constante G de la gravitación tiene ese determinado valor y no otro ni mayor ni menor... Hasta donde se la puede medir , se sabe que es constante en todo el universo.

Pero cuando se trata de espacios grandes, por algún motivo, no escapa y se muestra toda su fuerza real.

Reitero , no sería escapar (en todo caso escaparía de las dimensiones extra, hacia las 4 que conocemos) sería entrar a nuestro universo y curvar demás a las galaxias.

Pregúntate porque una dimensión filtra solo en las regiones donde hay galaxias y no en el espacio vacío interestelar, que diferencia habría en las " dimensiones " en uno u otro caso.

[Lauriscus]

Re: ¿Cómo se explica la materia oscura?

Muchísimas gracias! Gua, me parece increíble que por fin pueda exponer preguntas concretas y sean respondidas. Lo he entendido mejor. Vaya, es genial poder tener una idea más clara del misterio de la materia oscura. Eso que dices tiene mucho más sentido!(jajaja)

[Alriga]

Re: ¿Cómo se explica la materia oscura?

Hola Lauriscus, bienvenida a La web de Física, por favor como miembro reciente, lee con mucha atención Consejos para conseguir ayuda de forma efectiva

Como te explica Richard, las observaciones de la Astrónoma Vera Rubin, que realizó medidas precisas de la velocidad de rotación de las estrellas en torno al centro de sus galaxias, fueron las que certificaron la existencia de la materia oscura. Seguramente, sobre este tema te interesará echar un vistazo al hilo ¿Podemos determinar el sentido de giro de las galaxias?

Hasta ahora, qué partículas forman la materia oscura es completamente desconocido. Sabemos que son partículas que "sienten" la fuerza gravitatoria, puesto que causan y sufren efectos gravitacionales, y que "no sienten" la interacción electromagnética, puesto que no emiten ni reflejan luz o cualquier otro tipo de onda electromagnética. Tampoco "sienten" la interacción nuclear fuerte que actúa en los núcleos de ls átomos.

Se espera que al menos "sientan" la interacción nuclear débil para así tener alguna esperanza de detectarlas, a los candidatos de este tipo a materia oscura se les llama WIMP = Weakly Interacting Massive Particles, "partículas masivas que interactúan mediante la fuerza débil"

Saludos.

[Lauriscus]

Re: ¿Cómo se explica la materia oscura?

Genial. Ya lo he visto. Muy interesante. Gracias por la aclaración. Ya había oído hablar de las WIMP pero no sabía qué eran exáctamente. Gracias de nuevo!