Matéria escura quente - Hot dark matter

A matéria escura quente ( HDM ) é uma forma teórica de matéria escura que consiste em partículas que viajam com velocidades ultrarelativísticas .

A matéria escura é uma forma de matéria que não emite nem absorve luz. Dentro da física, esse comportamento é caracterizado pela matéria escura não interagir com a radiação eletromagnética , tornando-a escura e indetectável por meio de instrumentos convencionais de física. Dados de curvas de rotação de galáxias indicam que aproximadamente 80% da massa de uma galáxia não pode ser vista, forçando os pesquisadores a inovar formas de detectá-la indiretamente por meio dos efeitos da matéria escura nas flutuações gravitacionais. Como veremos abaixo, é útil diferenciar a matéria escura em tipos "quentes" (HDM) e " frios " (CDM) - alguns até sugerindo um meio-termo de matéria escura "quente" (WDM). A terminologia se refere à massa das partículas de matéria escura (que dita a velocidade com que elas viajam): HDM viaja mais rápido do que CDM porque teoricamente as partículas de HDM têm menor massa.

Papel na formação da galáxia

Impressão artística da matéria escura ao redor da Via Láctea. Crédito: ESO / L. Calçada

Em termos de sua aplicação, a distribuição de matéria escura quente também pode ajudar a explicar como os aglomerados e superaglomerados de galáxias se formaram após o Big Bang . Os teóricos afirmam que existem duas classes de matéria escura: 1) aquelas que "se reúnem em torno de membros individuais de um aglomerado de galáxias visíveis" e 2) aquelas que abrangem "os aglomerados como um todo". Como a matéria escura fria possui uma velocidade mais baixa, ela poderia ser a fonte de "protuberâncias menores do tamanho de uma galáxia", como mostrado na imagem. A matéria escura quente, então, deve corresponder à formação de agregados de massa maiores que circundam aglomerados de galáxias inteiras. No entanto, os dados da radiação cósmica de fundo em micro- ondas, conforme medido pelo satélite COBE , são altamente uniformes, e tais partículas de matéria escura quente de alta velocidade não podem formar aglomerados tão pequenos quanto galáxias começando de um estado inicial suave, destacando uma discrepância no que a teoria da matéria escura e os dados reais estão dizendo. Teoricamente, para explicar estruturas de escala relativamente pequena no Universo observável , é necessário invocar matéria escura fria ou WDM. Em outras palavras, a matéria escura quente sendo a única substância na explicação da formação da galáxia cósmica não é mais viável, colocando a matéria escura quente sob o guarda-chuva maior da teoria da matéria escura mista (MDM).

Neutrinos

Um exemplo de partícula de matéria escura quente é o neutrino . Os neutrinos têm massas muito pequenas e não participam de duas das quatro forças fundamentais, a interação eletromagnética e a interação forte . Eles interagem pela interação fraca e gravidade , mas devido à fraca força dessas forças, eles são difíceis de detectar. Vários projetos, como o observatório de neutrinos Super-Kamiokande , em Gifu , Japão , estão atualmente estudando esses neutrinos.

Veja também

Referências

Leitura adicional

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