Woher wissen wir, dass die dunkle Materie kalt oder nicht-relativistisch ist? [Duplikat]

Um Ihre Frage kurz zu beantworten, sagen wir einfach, dass Sie, wenn Sie das Universum mit hoher Rotverschiebung betrachten, gewissermaßen in die Vergangenheit blicken, weil Sie Teile des Universums betrachten, die "näher" am Urknall liegen. Die Kenntnis des Universums bei dieser Rotverschiebung und die Kenntnis unserer eigenen (Rotverschiebung 0) gibt uns 2 "Zeitpunkte", die zeigen, dass sich die Struktur im Universum von unten nach oben bildet. Dunkle Materie muss also kalt sein. Dennoch gibt es mehrere Simulationen, die zeigen, dass ein solches Strukturbildungsszenario mit warmer dunkler Materie statt mit kalter Materie möglich ist.

EDIT: Die Frage hat sich seit meiner Antwort etwas geändert. Ich werde meine alte Antwort unten lassen, aber die Frage, was man über das frühe Universum „wissen“ kann, sollte man vielleicht am besten den Philosophen überlassen. Das Beste, was wir in der Wissenschaft erreichen können, sind die Theorien, die am besten mit unseren Beobachtungen übereinstimmen. Nach heutigem Kenntnisstand stützen Beobachtungen Theorien, bei denen Dunkle Materie relativ lange an gewöhnliche Materie gekoppelt bleibt (Cold Dark Matter), etwas besser als Theorien, bei denen sie sich früher entkoppeln (Hot Dark Matter). Aber bis so kleine Probleme wie die Inflation gründlich erklärt sind, wäre ich eher vorsichtig mit der Behauptung, wir „wissen“ auf die eine oder andere Weise.

Ursprüngliche Antwort: Dunkle Materie wird oft als kalt angesehen, weil sie, wenn sie heiß wäre, strahlen würde und somit sichtbar wäre (vielleicht „leichte“ Materie?). Nicht alle Theorien verlangen, dass es kalt ist, einige Versionen von WIMPs würden einfach nicht strahlen, weil sie nicht mit der elektromagnetischen Kraft interagieren.

Nicht-relativistisch (ich nehme an, Sie meinen Geschwindigkeit << c?) ergibt sich aus der scheinbaren Verteilung dunkler Materie innerhalb von Galaxien: Damit die Materie dort ist, wo sie sein muss, ergibt sich die aus den Umlaufbahnen der sichtbaren Materie abgeleitete Massenverteilung muss eine nichtrelativistische Umlaufgeschwindigkeit haben. Vorausgesetzt natürlich, dass es umkreist, aber wenn nicht, brauchen wir eine sehr exotische Erklärung dafür, wie es dort hingekommen ist.

Ich weiß nicht, wie Sie jemals die Möglichkeit dunkler Materie vollständig ausschließen könnten - selbst wenn Sie eine Theorie beweisen könnten, die sich nicht auf dunkle Materie beruft, um die verschiedenen fehlenden Massenbeobachtungen zu erklären ( MOND zum Beispiel), könnten Sie das nicht beweisen es gab nicht noch eine kleine Menge dunkler Materie, die in irgendeiner Ecke des Universums versteckt war.