Soy estudiante de Astrofísica y he estado investigando este tema y hay un punto que me sigue eludiendo.
¿Cómo la comunidad científica dan cuenta de que tenía que haber materia oscura en el universo?
Soy estudiante de Astrofísica y he estado investigando este tema y hay un punto que me sigue eludiendo.
¿Cómo la comunidad científica dan cuenta de que tenía que haber materia oscura en el universo?
Respuesta corta: Debido a una discrepancia entre la densidad de la materia, que responde a la radiación electromagnética y calcula el promedio de la densidad de materia en el universo.
Tenemos varias formas para medir el promedio de la distribución de la materia en el universo: por ejemplo, podemos utilizar la masa de una estrella promedio y el promedio de número de estrellas en una galaxia, para obtener el promedio de la densidad de la materia que es visible (responde a la radiación electromagnética).
Alternativamente, se puede estudiar el desplazamiento al rojo de galaxias en un clúster, y así determinar el movimiento de cada galaxia. Esto nos puede ayudar a calcular la fuerza gravitacional que actúa sobre cada una de las galaxias en el cúmulo, y de ahí que podamos encontrar la masa de TODA la materia en el clúster. Nota cuán diferente es esto de que el método anterior, que es visible para los cuerpos.
Hay un par de técnicas, pero la esencia es que la densidad de la materia es de alrededor de 32% de la densidad crítica del universo, pero la densidad de la materia luminosa es sólo el 5% de la densidad crítica. Llamamos a este vacío de la no-luminosa de la materia la materia oscura.
Aunque parece Fritz Zwicky puede reivindicar la prioridad por haber postulado la materia oscura (ver freecharly la respuesta), Vera Rubenobservaciones de las galaxias' rotación curvas dio más pruebas a la demanda. La rotación de las curvas de ella que se observaron fueron plana ($\color{green}{\mathrm{green}}$ en el diagrama de abajo), mostrando que las estrellas giran mucho más rápido de lo esperado basado en la mecánica Newtoniana ($\color{red}{\mathrm{red}}$ en el diagrama de abajo):
La materia oscura postulado: Explica por qué hay mucha más masa en las galaxias de la masa que emite luz
Las teorías alternativas de la gravedad (Modificado de Newton de la Dinámica (MOND), Weber fuerza gravitatoria, etc.): Explica la rotación de la galaxia curvas suponiendo que podemos "pesan" las galaxias con precisión basado en la luz que emiten.
La materia oscura fue propuesto por primera vez ya en 1933 por el astrónomo Suizo Fritz Zwicky , basado en sus observaciones de anomalías gravitacionales en el cúmulo de galaxias de Coma utilizando el teorema del virial.
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