¿El candidato más probable para la materia oscura?

Question

He leído con cierta profundidad sobre los distintos candidatos a materia oscura Los méritos y defectos de cada uno.

Sin embargo, lo que no he podido obtener sólo de los textos es ¿cuál es la explicación más probable de la materia oscura en este momento?

Obviamente, algunos son más probables que otros, pero a día de hoy, cuáles son los que "parecen" más probables en función de las aportaciones que reciben en la actualidad.

Voy a escribir un EPQ y deseo centrarme en las teorías más probables, ya que hay demasiadas para repasarlas todas.

Answer 1

Como se dijo en los comentarios, "lo más probable" es imposible de decir, todo lo que podemos decir es lo que es más popular en este momento.

Yo diría que las WIMP (Weakly Interacting Massive Particles) son, o al menos eran, el candidato favorito. Hay muchas razones para ello:

• En primer lugar, creemos que la materia oscura puede ser formulada en términos de una nueva partícula en lugar de, digamos, un modelo de gravedad alternativo que podría naturalmente dar cuenta de ella, ya que esos modelos no dan cuenta de algunas observaciones (espectro de potencia del CMB, Bullet Cluster)
• Los WIMP parecen requerir hipótesis mínimas (sin carga eléctrica, estables, amplio rango de masas permitido).
• Por ello, es fácil concebir una teoría que prediga los WIMP. Es el caso de la supersimetría, un modelo bastante popular, que predice el neutralino, una partícula que bien podría desempeñar el papel de materia oscura.
• Los WIMP deben tener su sección transversal de aniquilación en un rango restringido para ser compatibles con la materia oscura. En efecto, si esta sección transversal fuera demasiado grande, una cantidad excesiva de ellas se habría aniquilado antes de la congelación y no daría cuenta de toda la materia oscura. Si fuera demasiado baja, no se habría aniquilado lo suficiente y sería demasiado abundante. En consecuencia, para los WIMP de masa $\sim$ escala electrodébil (con algunos órdenes de magnitud de margen) la sección transversal de aniquilación esperada resulta ser aproximadamente la que se esperaría para una partícula que interactúa a través de la interacción débil. Este es el llamado "milagro WIMP". Esto también significa que su sección transversal podría ser lo suficientemente alta como para ser detectada en experimentos en tierra.
• Las WIMP no pueden ser demasiado masivas; debido a la unitaridad, la masa de las WIMP no puede superar unos cientos de TeV (su sección transversal de aniquilación tiene que ser inferior a $\mathcal{O}(1/m^2)$ y para grandes masas, esta sección transversal sería demasiado pequeña y la densidad del WIMP superaría la densidad observada de la materia en el universo). Por lo tanto, es muy posible que sean lo suficientemente ligeras como para ser producidas en los colisionadores.

TL;DR: Los WIMPs son atractivos por razones teóricas (bien motivadas) así como por razones experimentales (hay una esperanza razonable de detectarlos si existen). Sin embargo, los experimentos de detección directa no han visto nada hasta ahora, y no hemos encontrado supersimetría en el LHC (¿todavía?), lo que hace que las WIMP sean menos atractivas de lo que solían ser.

Answer 2

Creo que cada estrella genera trillones de neutrinos en todas partes y aunque cada uno de estos neutrinos tiene casi menos masa, todos ellos suman una masa muy considerable. Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=md1CKUQp04Q

Answer 3

¿El candidato más probable para la materia oscura?

El espacio.

He leído con cierta profundidad sobre los distintos candidatos a materia oscura, los méritos y los defectos de cada uno.

No conozco ningún mérito para los WIMP.

Sin embargo, lo que no he podido obtener sólo de los textos es ¿cuál es la explicación más probable de la materia oscura en este momento? Evidentemente, algunas son más probables que otras, pero a día de hoy, cuáles "parecen" ser las más probables en base a las aportaciones que hay en la actualidad.

En mi opinión, cuando entiendas la relatividad general apreciarás que la explicación más probable para la materia oscura es espacio .

Voy a escribir un EPQ y deseo centrarme en las teorías más probables, ya que hay demasiadas para repasarlas todas.

La relatividad general es una teoría probable. De hecho, es la teoría mejor probada que tenemos. Ver Clifford M Will's confrontación entre la relatividad general y el experimento . Véase también la obra de Einstein Dirección de Leyden donde describió un campo gravitacional como un espacio que era "ni homogéneo ni isotrópico" . También dijo esto "ha descartado finalmente la opinión de que el espacio está físicamente vacío" . El espacio es un algo y no una nada. El punto crucial está en Los fundamentos de la teoría general de la relatividad : "la energía del campo gravitacional actuará gravitacionalmente de la misma manera que cualquier otro tipo de energía" . Esa es la energía espacial que causa la gravedad, y no está formada por partículas. Siempre que la densidad energética del espacio no es homogénea, hay un efecto gravitatorio. Por qué esto no es de conocimiento común, al menos entre los físicos y cosmólogos, no lo sé.

Estará al tanto de la analogía del pastel de pasas y la conservación de la energía, por lo que se puede apreciar que el espacio se expande entre las galaxias, pero no dentro de ellas. Así que cada galaxia está incrustada en un espacio con una densidad de energía mayor que el espacio circundante. Así que hay un efecto gravitacional, y no es causado por la materia. Véase Energía del vacío inhomogénea y en interacción y Vacío inhomogéneo: una interpretación alternativa del espacio-tiempo curvo . No dicen que el espacio sea materia oscura, pero sí que el espacio no es nada. Recuerda esto:

El espacio tiene su energía de vacío. Cuando es inhomogéneo tiene una equivalencia de masa y un efecto gravitatorio. Y el espacio, por supuesto, es oscuro .