Materia oscura caliente y fría y WIMP

Publicado el 3 noviembre, 2020 por Rodrigo Ricardo

Materia oscura

¿Qué pasaría si te dijera que lo que ves no es realmente lo que obtienes en el universo? Si miras hacia el cielo nocturno, todas esas estrellas brillantes, ellas y otras como ellas constituyen no más del 10% de toda la materia del universo. Básicamente, te estás perdiendo al menos el 90% de la materia del universo. Esta materia no emite ni absorbe luz. No se puede ver con los ojos ni con un telescopio. Es materia no luminosa; es materia oscura . Si bien no podemos verlo, podemos inferir su presencia a través de su influencia gravitacional sobre la materia visible ordinaria.

En esta lección se explorarán los diferentes tipos de materia oscura, así como de qué podría estar hecha esta misteriosa materia oscura.

Materia oscura fría y caliente

Las dos formas de materia oscura de las que me gustaría hablar me recuerdan las bebidas frías y calientes que puedes conseguir en un café local o algo así. La materia oscura caliente es materia oscura formada por partículas que viajan a la velocidad de la luz o cerca de ella. La materia oscura fría se refiere a la materia oscura formada por partículas que se mueven lentamente.

Esto es fácil de recordar porque tú mismo puedes correr mucho más rápido cuando hace calor afuera y tus músculos están calientes en comparación con el clima frío, donde vas a correr más lento ya que tus músculos están tensos por el frío.

Además, la materia oscura fría me recuerda a un fango que se puede obtener donde los trozos y grumos de hielo se pegan entre sí. La razón por la que las cosas se pueden pegar en esta bebida fría es porque las partículas que componen la bebida se mueven lenta, letárgicamente y, como resultado, pueden agruparse en trozos de hielo.

Por otro lado, la materia oscura caliente me recuerda a una bebida caliente, donde las partículas se mueven muy rápido y por lo tanto forman parte de gases muy calientes. Estos gases calientes flotan en el aire a tu alrededor y no pueden formar grumos de nada.

Dado que necesitamos grupos de materia que se unan en un tamaño relativamente pequeño para formar primero galaxias individuales, los astrónomos creen que la mayor parte de la materia oscura está formada por materia oscura fría.

¿De qué está hecha la materia oscura fría?

En este punto, debería ser razonable preguntarse: ¿de qué está hecha la materia oscura? Bueno, nadie está completamente seguro. Algunas pequeñas cantidades de materia oscura pueden estar formadas por materia ordinaria (es decir, materia bariónica).

Por lo tanto, una sugerencia es que la materia oscura bariónica está formada por MACHO u objetos de halo compactos masivos (astrofísicos), como agujeros negros, enanas blancas y enanas marrones. La evidencia reciente sugiere que este último punto no es muy válido, pero pensé en informarte de todos modos.

Sin embargo, otra materia, como la materia oscura fría y caliente, puede estar formada por partículas subatómicas que no son materia ordinaria (es decir, materia no bariónica). Es decir, es materia que no está hecha de protones y neutrones.

La materia oscura caliente puede incluir partículas subatómicas neutras que viajan a la velocidad de la luz o cerca de ella, llamadas neutrinos.

La materia oscura fría puede incluir WIMP , o partículas masivas que interactúan débilmente. Estas son partículas subatómicas teóricas que tienen masas que son aproximadamente de 10 a 10,000 veces mayores que un protón o neutrón y, por lo tanto, ejercen una fuerza gravitacional, pero por lo demás solo interactúan débilmente con la materia ordinaria. Los WIMP hipotéticos incluyen cosas que suenan locas como neutralinos, gravitinos y axinos.

Resumen de la lección

Esta lección tenía un montón de términos que parecían locos. Entonces, vayamos al meollo del asunto.

El universo está compuesto principalmente de materia oscura. La materia oscura es materia no luminosa: no podemos verla, pero podemos inferir su presencia a través de su influencia gravitacional sobre la materia visible ordinaria.

La materia oscura puede estar formada por materia ordinaria (es decir, materia bariónica), que está formada por protones y neutrones. Este tipo de materia oscura podría estar compuesto por MACHO u objetos de halo compactos masivos, como agujeros negros, enanas blancas y enanas marrones. Pero lo más probable es que la mayor parte de la materia oscura sea en realidad materia oscura no bariónica o materia exótica que no está hecha de protones y neutrones.

Este tipo de materia oscura puede ser materia oscura fría o caliente. La materia oscura caliente es materia oscura formada por partículas que viajan a la velocidad de la luz o cerca de ella. La materia oscura fría se refiere a la materia oscura formada por partículas que se mueven lentamente.

Los astrónomos piensan que la mayor parte de la materia oscura es materia oscura fría, ya que este tipo de materia permitiría que la materia se agrupara para formar galaxias.

La materia oscura caliente puede incluir partículas subatómicas neutrales que viajan a o cerca de la velocidad de la luz llamadas neutrinos, mientras que la materia oscura fría puede incluir WIMP , o partículas masivas de interacción débil, como los neutralinos.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya completado esta lección, tendrá la capacidad de:

  • Definir materia oscura
  • Diferenciar entre materia oscura bariónica y no bariónica
  • Identificar la diferencia entre materia oscura fría y caliente.
  • Describir ejemplos de materia oscura fría y caliente.

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