Si la materia oscura sólo interactúa con la gravedad, ¿por qué no todos se agrupan en un solo punto?

Question

Soy un completo laico. Como yo lo entiendo, la materia oscura teóricamente sólo interactúa con la fuerza de la gravedad, y no interactúa con las otras tres fuerzas fundamentales: la fuerza nuclear débil, fuerza nuclear fuerte, y el electromagnetismo.

Esos son mis entendimientos. Si estoy equivocado, por favor me corrija. Me has hecho buscar un poco en google, y no he encontrado nada de confirmar o negar que la materia oscura es afectada por una de las fundamentales de las fuerzas nucleares.

Así, desde la materia oscura sólo interactúa con la gravedad, lo que hace que cualquier partícula de materia oscura a ser expulsados de la otra? Si pueden pasar libremente a través de cada uno de los otros, y son gravitationaly atraídos el uno al otro, ¿por qué no estas partículas se agrupan en un único "punto" en el espacio?

A mí me parece que las partículas que ocupan un único "espacio" son filosóficamente no diferentes partículas, pero no sé cómo la física actual. iba a jugar en este.

Editar Este artículo, el autor credenciales del desconocido, sino que implícitamente se afirma ser un físico o astrónomo, dice que "...[P]hysicists general, tomar todas las de la materia oscura a estar compuesto de un solo tipo de partícula que, básicamente, se interactúa sólo a través de la gravedad."

Edit 2 El autor es esta Lisa Randall, "el Profesor de Ciencias en la facultad de física de la Universidad de Harvard."

Answer 1

Gran pregunta. Las observaciones muestran que la Materia Oscura (DM) sólo notablemente interactúa gravitacionalmente, aunque es posible que se pueda interactuar en otras formas "débilmente" (por ejemplo, en el 'CAGÓN' modelo --- linked). Todo lo que le sigue no tiene ninguna dependencia de si DM interactúa puramente/sólo por la gravedad, o simplemente predominantemente gravitacionalmente --- así que voy a tratar es como el caso anterior para su comodidad.

Observables de la materia en el universo 'grumos' juntos enormemente: en nubes de gas, estrellas, planetas, discos, galaxias, etc. Esto se hace porque electromagnética (EM) de las interacciones que son capaces de disipar la energía. Si usted hace rodar una pelota a lo largo de una superficie plana será más lento, y, finalmente, detener ('grumos' a la tierra), debido a fuerzas disipativas (fricción) son capaces de transferir su energía cinética de distancia.

Por otro lado, imagina que taladre un perfecto agujero, directamente a través del centro de la Tierra, y se te cae una pelota hacia abajo. (Suponiendo que el agujero y la tierra son perfectamente simétricos...) la pelota continuamente oscilar desde cada lado de la tierra hasta el otro --- debido a la conservación de la energía. Como un péndulo sin fricción (sin frotar, sin la resistencia del aire). Esto es cómo la materia oscura interactúa, puramente gravitacional. Incluso si no hay ningún agujero a través del centro de la tierra, la DM sólo pasará directamente a través de y continuar a oscilar hacia atrás y adelante, llegar siempre a la misma altura inicial. A orden cero, la materia oscura puede sólo "grupo" tanto como su energía inicial (obtenidos poco después del big-bang) permite. Un ejemplo de un "grupo" es una 'Materia Oscura del Halo' en el que las galaxias están incrustados. DM Halos (eficacia), siempre mayor que la normal (bariónica) la materia dentro de ellos --- debido a que la materia normal es capaz de disipar la energía y el colapso más lejos.

Answer 2

Debido a que la materia oscura no interactúa mucho, no hay ningún mecanismo que podría desacelerar rápidamente. Cuando una partícula de materia oscura está cayendo hacia algunos de centro de gravedad, se está acelerando, luego vuela a través de la periapsis y continúa hacia la distancia. La materia Normal matas en planetas, porque es ralentizado por las interacciones / colisiones. La materia oscura no se chocan y no depósito de energía. Se queda en órbitas elípticas muy grandes ejes y no hay manera de cómo reducir la elipse. La materia Normal puede reducir su trayectoria orbital por las colisiones, pero no la materia oscura.

Answer 3

En este punto podemos saber mucho más acerca de lo que es la materia oscura no, de lo que es. No interactúa a través de la fuerza electromagnética y la interacción a través de la fuerza fuerte es también poco probable. Interacción a través de la fuerza débil es todavía un área activa de investigación (Ver aquí).

Para entender por qué la materia oscura no se forman grumos, imaginemos a dos partículas de polvo que pasan zumbando a través del espacio a gran velocidad hacia el uno del otro. Se acercan juntos, pero sólo de forma restrictiva evitar un choque frontal antes de ir en direcciones diferentes. Por un momento, cuando estaban muy cerca, la fuerza de la gravedad entre dos objetos estaba en su punto más fuerte, pero las partículas se viaja demasiado rápido para que el pequeño tirón gravitacional para mantenerlos juntos.

Ahora imaginen un escenario diferente, donde los dos partículas de polvo chocan de frente (lo que ocurre a través de la fuerza electromagnética). Ahora que las dos partículas tienen energía perdida en forma de calor, la fuerza gravitacional entre las partículas pueden mantenerlos juntos en un grupo. Pronto, una tercera partícula de polvo viene y choca en esta nube de polvo, pierde su energía cinética, y queda atado a la mata así. Como la nube de polvo crece, más partículas chocan con ella y sigue creciendo más y más, finalmente, en un planeta o una estrella.

La materia oscura rara vez de agarrarse a sí mismo (o de cualquier otro asunto), por lo que es casi siempre, como el primer caso, en lugar de la segunda. Millones de partículas de materia oscura se pasa a través de ti ahora mismo sin golpear nada. Ya que es tan difícil para ellos para deshacerse de su energía cinética, que tienden a no obtener obligado en las matas.

Answer 4

Debido a que en su camino a ese hipotético de un único punto, que podría pasar toda una carga de materia normal que podría perturbar su viaje. Usted puede obtener más o menos no de las fuerzas gravitacionales de la ecuación por completo y hacer la misma pregunta de la materia normal. Dicho esto, la teoría es que (en última instancia), todo se terminan fundiéndose, y la materia oscura sería un participante en eso. Sólo se necesita un tiempo.