Kann dunkle Materie relativistischer Staub sein?

Soweit ich weiß, nimmt die Masse eines beobachteten Objekts zu, wenn es sich der Lichtgeschwindigkeit nähert.

Ist es möglich, dass die überschüssige Masse, die als „dunkle Materie“ bezeichnet wird, auf relativistischen Staub zurückzuführen ist?

Sicherlich können Sterne diese überschüssige Masse nicht erklären, da wir ihre Geschwindigkeiten messen können und sie nicht relativistisch sind. Können wir jedoch die Geschwindigkeit von Staub in der Galaxie beobachten und messen? Vielleicht könnte der Staub für fehlende Materie verantwortlich sein ...

@zhermes das sind keine Duplikate, sondern verwandt
Ich stimme Becko zu - die anderen Fragen verwenden stillschweigend eine Nullhypothese nichtrelativistischer Baryonen.
Übrigens, @Luke, "Staub" hat in der Kosmologie eine sehr enge Definition und bezieht sich auf eine homogene perfekte Flüssigkeit, deren Energiedichte (mal C 2 ) stellt seinen Druck in den Schatten (der sowohl die traditionelle Selbstabstoßung als auch den Impulsfluss pro Zeiteinheit umfasst, den Sie notwendigerweise in relativistischen Teilchen finden). Alles, was relativistisch ist, sollte also nicht "Staub" genannt werden.

Antworten (2)

Es gibt mehrere Gründe, warum dieses Modell fehlschlägt, einschließlich

  1. Es ist bekannt, dass ein erheblicher Teil der Dunklen Materie gravitativ an Galaxien gebunden ist, und relativistische Geschwindigkeiten liegen weit über der Fluchtgeschwindigkeit, und das von Ihnen vorgeschlagene Material würde nicht gebunden bleiben.

  2. Das Zeug, das Sie vorschlagen, würde die Erde treffen, die Sonne, die anderen Planeten und wir würden es sehen. Wir sehen relativistisches Material und nennen es "kosmische Strahlung", aber die Masse ist ein kleiner Bruchteil der baryonischen Materiedichte.

  3. Das Material, das Sie vorschlagen, würde das Gas und den Staub von Nebeln treffen und deren Temperatur auf eine Weise ansteigen lassen, die wir beobachten könnten. Dies wird nicht gesehen.

Zusätzlich zu den in dmckees Antwort beschriebenen Beobachtungen gibt es einen separaten Faden kosmologischer Beweise, der zeigt, dass dunkle Materie nicht baryonisch ist.

Die Urknall-Nukleosynthese ergibt die falschen relativen Häufigkeiten von H, He und Deuterium, wenn es so nichtbaryonische Materie gibt. In der BBN-Zeit konnte Staub nicht existieren, da alle Materie vollständig ionisiert war.

Die Existenz nichtbaryonischer Materie ist auch erforderlich, um die beobachtete Dichte von Galaxien mit der beobachteten Stärke der CMB-Fluktuationen in Einklang zu bringen.

Es gibt ein Übersichtspapier von 2012 von Roos, http://arxiv.org/abs/1208.3662 .