Woher wissen wir, dass Dunkle Materie nicht-baryonisch ist? [Duplikat]

Es scheint weit verbreitet, aber nicht gründlich erklärt zu sein, dass Dunkle Materie keine normale Materie ist, wie wir sie verstehen. Wikipedia sagt: „Übereinstimmung mit anderen Beobachtungen deutet darauf hin, dass die überwiegende Mehrheit der dunklen Materie im Universum keine Baryonen sein kann und daher nicht aus Atomen besteht.“

Wie können wir davon ausgehen, dies zu wissen? Unser bester Beweis für solche dunkle Materie sind die Rotationsgeschwindigkeiten von Galaxien. Es hört sich so an, als könnten wir die Gasdichte und Sternmassen irgendwie messen/annähern, aber ich verstehe nicht, wie wir Dinge wie Planeten, Asteroiden, Schwarze Löcher ohne Akkretionsscheiben und andere Dinge, die Masse haben, aber nicht leuchten, erklären können . Wie kommt es, dass wir diese Erklärungen dafür verwerfen und direkt zu WIMPs und anderen exotischen Erklärungen springen?

Sie möchten gemeinsam nach „Micro-Lensing“ und „MACHOs“ suchen. Die Dichte kompakter, kalter baryonischer Objekte in mittleren Massen ist für die Milchstraße gut gemessen. Es liegt weit unter dem, was zur Berücksichtigung der Rotationskurve benötigt wird.

Antworten (1)

Siehe auf jeden Fall die Kommentare zu Ihrer Frage. Aber ganz kurz zu den Daten:

Rotationskurven und Massenmessungen von Galaxienhaufen zeigen die detaillierte Verteilung der Materie in diesen Objekten, die Menge an Masse übersteigt die beobachtete Masse bei weitem ---> die meiste Masse wird nicht beobachtet

Gravitationslinsen-Suchen zeigen, dass die Bestandteile der „dunklen Materie“ aus weniger als etwa Objekten bestehen müssen 10 − 7  M ⊙ ∼ 0,03  M ⊕ , dh es muss Asteroidengröße oder kleiner sein. Die Größe von Asteroiden kann sich nicht wirklich stabil bilden (in so großen Mengen) und würde schnell von Objekten mit größerer Masse akkretiert werden --> Bestandteile der dunklen Materie müssen klein sein .

Baryonische Materie, die massiv und klein ist, ist auf Gas und Staub beschränkt. Diese beiden Dinge sind, wenn sie heiß sind, leicht zu beobachten (besonders in heißen Galaxienhaufen) ... aber die Prämisse ist, dass wir sie nicht sehen können --> dunkle Materie ist nicht baryonisch

Es gibt noch viel mehr Beweise, dies ist nur der grundlegendste Umriss. Das größte zusätzliche Stück insgesamt stammt aus der Kosmologie: Anisotropien im kosmischen Mikrowellenhintergrund sagen viel über das ursprüngliche Universum und die Keime der Strukturbildung aus – ein Vergleich mit dem, was wir im gegenwärtigen Universum sehen, sagt uns etwas über die Entwicklung der Struktur im Universum Universum, was letztendlich erfordert, dass die dominierende Massekomponente im Universum keinen Druck hat, was wiederum baryonisches Material ausschließt. Es gibt noch mehr Beweise ... aber ich bin nicht Experte genug, um zu versuchen, es zu erklären.

Können Sie einem Laien erklären, bedeutet das, dass die Masse der typischen Brocken dunkler Materie geringer ist als die von Asteroiden, oder dass die Brocken dunkler Materie etwa so viel Volumen einnehmen, dass asteroidengroße Klumpen dunkler Materie schweben? überall herum?
Das ist eine gute – und eigentlich ziemlich komplizierte – Frage. Meines Wissens werden die meisten Beschränkungen für dunkle Materie tatsächlich am genauesten in Bezug auf die Dichte in einer bestimmten Region ausgedrückt (dh das Universum als Ganzes oder der Durchschnitt über einen Galaxienhaufen oder die durchschnittliche Dichte in einer bestimmten Entfernung). aus einem Galaxienzentrum). Sie können Aussagen über die Masse von Partikeln machen, indem Sie Argumente für die statistische Glätte verwenden, aber das Volumen ist nicht wirklich eingeschränkt --- ich glaube nicht . Sogar das Konzept des Volumens für nicht-baryonische Materie ist nicht trivial zu definieren / einzuschränken.
Beachten Sie, dass die Auswirkungen von DM von der Dichte (und manchmal der Masse pro Partikel) abhängen, aber das Volumen keine wirkliche Rolle spielt - solange es vage vergleichbar oder geringer ist als der Abstand zwischen den Partikeln ...
Woher wissen wir, dass Dunkle Materie nicht-baryonisch ist? [Duplikat]
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