La dinámica de una galaxia está impulsada por la gravedad. Y la materia oscura experimenta las mismas fuerzas gravitatorias que la materia normal. Los efectos de otras fuerzas son muy pequeños en comparación. Entonces, ¿por qué la distribución de la materia oscura y la normal es tan diferente?
No estoy pidiendo si la distribución del DM es diferente - eso se toma como un hecho observado. Lo que pregunto es cómo ha podido llegar a ser así.
En el caso de la materia convencional, las partículas, átomos y moléculas de la misma pueden interactuar electromagnéticamente y compartir energía, y pueden hacerlo en respuesta a los efectos de la gravedad. Por ejemplo, en un disco de acreción (impulsado por la gravedad), las partículas de materia que entran en contacto interactúan fuertemente entre sí y se calientan; luego ese calor se irradia y las partículas radiantes se enfrían y caen más en el pozo de gravedad. En otras palabras, pueden perder energía y colapsar gravitatoriamente.
La materia oscura no interactúa electromagnéticamente, por lo que se le niega este mecanismo de colapso disipativo.
Esta diferencia significa que cabe esperar que la materia luminosa de una galaxia se distribuya de forma diferente a la materia oscura de esa misma galaxia.
Se me ocurren tres escenarios que podrían causar esto. La primera es una atracción gravitatoria inestable o inconsistente de la materia oscura que podría actuar como una especie de honda hacia la materia de la que tira. La segunda sería que la materia oscura fuera arrastrada/expulsada a algún lugar nuevo, tal vez por los neutrinos. La tercera sería una combinación de las dos. Piensa que la DM se comporta como otras partículas cuánticas y que su formación y destrucción es una consecuencia del tejido de la realidad. Para que quede claro, no pretendo que estas conjeturas sean válidas.
Creo que la causa más comúnmente aceptada es que la materia visible tira hacia atrás y esto hace que la materia oscura salga despedida tanto como la que podemos ver.
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Preguntas relacionadas: physics.stackexchange.com/q/220058/56299 , physics.stackexchange.com/q/15226/56299 , physics.stackexchange.com/q/25504/56299 , physics.stackexchange.com/q/46634/56299 y sus enlaces.
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Posible duplicado de ¿La materia oscura que rodea a la Vía Láctea se extiende en forma de espiral (o con otra forma)?
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En todos los enlaces indicados como posibles duplicados, no encuentro la respuesta o incluso una pista hacia la respuesta a esta pregunta.
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@GiorgioP la respuesta aceptada en la que da Bones es básicamente idéntica a la respuesta de niels aquí...
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@KyleKanos No encuentro equivalentes ni las preguntas ni las respuestas. Allí el énfasis de la pregunta está en el "cómo", aquí en el "por qué". Allí la respuesta es un poco ambigua en cuanto al "por qué" (comparad la respuesta aceptada y el siguiente comentario de OmegaCentauri: todo el mundo se quedaría con algunas dudas sobre qué tipo de interacciones es capaz de hacer DM). Yo sigo con mi opinión de que no hay duplicado (aunque las preguntas tocan temas relacionados).
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¿Hecho observacional? ¿Existe algún hecho observacional de la materia oscura? La única evidencia de la materia oscura es que, si tal sustancia existe, la teoría actual de la gravedad predice con exactitud las observaciones galácticas.
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Pensaba que la evidencia de la DM era la tasa de rotación de las galaxias, que generalmente es mucho mayor de lo que podría explicarse por la masa de las estrellas visibles en ellas. Creo que esto fue notado por Zwicky y confirmado más tarde por Vera Rubin. (No sé si se tuvo en cuenta la masa de los agujeros negros, que explican las órbitas elípticas más locales de las estrellas que aparecen sin compañía).