¿Cómo sabemos que la materia oscura no es bariónica?

Question

Parece ampliamente afirmado, pero no explicado a fondo, que la materia oscura no es una materia normal tal como la entendemos. Wikipedia afirma "La coherencia con otras observaciones indica que la gran mayoría de la materia oscura en el universo no puede ser bariones, y por lo tanto no está formada por átomos".

¿Cómo podemos presumir de saber esto? Nuestra mejor evidencia de la materia oscura es la velocidad de rotación de las galaxias. Suena como si pudiéramos medir/aproximar la densidad del gas y las masas estelares de alguna manera, pero no entiendo cómo podemos explicar cosas como planetas, asteroides, agujeros negros sin discos de acreción, y otras cosas que tienen masa pero no brillan. ¿Cómo es que descartamos estas explicaciones para ello, y saltamos directamente a los WIMPs y otras explicaciones exóticas?

Answer 1

Definitivamente vea los comentarios sobre su pregunta. Pero un muy breve esquema de los datos:

Las curvas de rotación y las mediciones de masa de los cúmulos de galaxias muestran la distribución detallada de la materia en esos objetos, la cantidad de masa excede por mucho la masa observada ---> la mayor parte de la masa no se observa

Las búsquedas de lentes gravitacionales muestran que los componentes de la "materia oscura" deben estar compuestos de objetos menos que de aproximadamente $10^{-7} \textrm { M}_ \odot \sim 0.03 \textrm { M}_ \oplus $ es decir, debe ser del tamaño de un asteroide o más pequeño. El tamaño del asteroide no puede formarse de forma estable (en cantidades tan grandes), y sería rápidamente incrementado por objetos de mayor masa --> los componentes de la materia oscura deben ser pequeños .

La materia bariónica, que es masiva y pequeña, está limitada a gas y polvo. Ambas cosas, cuando están calientes, son fácilmente observables (especialmente en los cúmulos de galaxias calientes)... pero la premisa es que no podemos verlas --> la materia oscura no es bariónica

Hay lotes más pruebas, esto es sólo el más básico esbozo. La pieza adicional más grande en general es de la cosmología: las anisotropías en el fondo cósmico de microondas te dicen mucho sobre el universo inicial y las semillas de la formación de la estructura Comparar eso con lo que vemos en el universo actual nos dice sobre la evolución de la estructura en el universo, lo que termina requiriendo que el componente dominante de la masa en el universo no tiene presión lo que de nuevo descarta la materia bariónica. Todavía hay más pruebas... pero no soy lo suficientemente experto para intentar explicarlo.

Answer 2

El MDL no se ha encontrado en ningún experimento de colisión en los últimos 40 años. ¿Cuáles son las probabilidades de que algo tan masivo como el MDL y 5 veces más denso que la materia regular no esté involucrado en una de estas colisiones?

En cuanto a la evidencia de que la radiación del CMB nos dice que hay CDM, esto es lógica circular. El CMB se evalúa utilizando las suposiciones del MDL-Lambda, por lo que no es de extrañar que se obtengan respuestas del MDL-Lambda a partir de la aplicación del modelo a los datos. También está la Navaja de Occam que básicamente establece que puedes modelar casi cualquier cosa si le das suficientes parámetros, que es básicamente lo que hace el modelo "estándar". Sólo porque los Ptolemiacos pudieran predecir el retroceso de Marte no significa que tuvieran una pista sobre cómo funcionaba el sistema solar.

Si el MDL existiera como partículas, ya se habrían encontrado. El hecho es que el modelo está seriamente roto, pero muchas carreras dependen de la publicación de artículos sobre partículas mágicas y la energía fantasma se ha convertido en un negocio que se auto-perpetúa, al igual que la astrología hace 400 años (antes de Copérnico).