MATERIA OSCURA Motivos de su existencia Distribución Candidatos a materia oscura Formas de medida Conclusiones
Segunda Ley de Kepler: Cuando el planeta está más alejado del Sol (afelio) su velocidad es menor que cuando está más cercano al Sol (perihelio) debido a la constancia del momento angular. Proporciones S.S: Sol = 99.85 % Planetas =0. 135 % Cometas = 0.01 % Satélites = 0.00005 %
Galaxias: Sistema masivo de estrellas,planetas,satélites etc.. SISTEMA DE OBJETOS CELESTES!
Halo de materia oscura concentrado centralmente con una simétrica casi esférica con la materia visible concentrada en un disco del centro.
Cúmulo Bala: Dos cúmulos de galaxias en colisión. Tonos rojos : Masa de las nubes de gas caliente Tonos azules: distribución de materia oscura en la colisión
Mapa 3D de materia oscura (the California Institute of Technology)
Candidatos a materia oscura Materia oscura bariónica Nubes de hidrógeno molecular: Emiten rayos gamma cuando son atravesados por radiación cósmica. Enanas marrones, enanas blancas y estrellas de neutrones: Emiten radiación en ciertas longitudes de onda. Dada la edad de nuestra galaxia podemos determinar la luminosidad de las enanas blancas menos brillantes.pueden ser detectadas por el telescopio espacial Hubble. Agujeros negros: Pueden ser detectados por el fénomeno de lente gravitacional
Materia oscura no bariónica Materia oscura caliente: Partículas no bariónicas que se mueven ultrarrelativistamente. Materia oscura templada: Partículas no bariónicas que se mueven relativistamente Materia oscura fria: Partículas no bariónicas que no se mueven relativistamente
Materia oscura caliente Candidato más probable: EL NEUTRINO Interactúa muy poco con la materia Según el modelo del Big Bang deberían estar presentes en cantidad comparable a la de los fotones de la radiación de fondo cosmológico Tienen masa Su interacción con las demás partículas es mínima por lo que pasan a través de la materia ordinaria sin apenas perturbarla. Estas partículas no pueden explicar como se formaron las galaxias individuales a partir del Big Bang ya que son demasiado ligeras.
Super Kamiokande (Japón) - 47.5 Millones de litros de agua -11.000 Sensores de luz
WIMPs (Weakly Interacting Massive Particcles) Interactúan solamente con la fuerza nuclear débil y con la gravedad, y puede que con otras fuerzas no mayores que la fuerza nuclear débil. Mucho más masivos que los neutrinos, y por lo tanto, más lentos. No se pueden ver directamente ya que no interactuan con el electromagnetismo y tampoco reaccionan energeticamente con el nucleo del átomo debido a que no interactuan con la fuerza nuclear fuerte.
Detección de WIMPs 1º Forma Un número grande de estos WIMPs atraviesan el Sol cada segundo, y la masa de nuestra estrella es gigantesca, de modo que muchos de ellos están impactando contra núcleos de átomos del Sol en este momento. Utilizando modelos podemos predecir el tipo de partículas que se producirían en esos choques, y entre ellas deben estar neutrinos muy energéticos. El detector de neutrinos Super Kamiokande trata de detectar estos neutrinos procedentes de impactos de WIMPs, aunque hasta ahora no ha tenido éxito..
Detección de WIMPs 2º Forma Cuando el WIMP choca con el núcleo atómico y éste es empujado, se mueve bruscamente y emite radiación electromagnética, es decir, fotones. Detectando estos fotones podemos saber que se ha producido ese choque. PRINCIPAL EXPERIMENTO : DAMA/NaI
Detección de WIMPs 3º Forma Notando el choque entre la partícula y el núcleo del material contra el que impacta se producen vibraciones del material. MUY COMPLICADO!! Los átomos de cualquier material se están moviendo todo el tiempo, vibrando alrededor de sus posiciones de equilibrio e incluso revoloteando libremente según la fase en la que esté la materia. No IMPOSIBLE!
El experimento CDMS (Cryogenic Dark Matter Search) - Discos semiconductores de silicio y germanio, enfriados hasta temperaturas de prácticamente el cero absoluto. -Cuando una partícula penetra en el material se producen movimientos bruscos de los electrones (si la partícula está cargada), y si el impacto es contra el núcleo se produce una onda de sonido producida por ese átomo al desplazar a los que tiene alrededor en su vibración.
Conclusiones Existe la materia oscura? Si existen pruebas de su evidentes. Donde está? En estrucuras a gran escala y Halos individuales. Que es? Partículas no bariónicas, frías (no relativistas) y que no interaccionan. Tiene nombre? Aun no, pero se barajan varios.