Почему соотношение темной материи и нормальной материи сегодня больше, чем в прошлом? Это темная материя увеличилась или нормальная материя уменьшилась?

Отношение темной материи к барионной составляет 5,25 на первой диаграмме и 5 на второй диаграмме, но я не думаю, что разница существенна. Мы не знаем плотности с абсолютной уверенностью, особенно вблизи Большого Взрыва, и небольшая разница между отношениями, вероятно, связана только с неопределенностью плотностей.

Мы ожидаем, что отношение останется фиксированным, потому что плотность масштабируется как$a^{-3}$, где$a$является масштабным фактором . Для сравнения плотность релятивистской материи (фотонов и нейтрино) масштабируется как$a^{-4}$а плотность темной энергии остается постоянной, т.е. не зависит от$a$совсем. Вот почему на второй диаграмме исчезли фотоны и нейтрино, а появился большой кусок темной энергии.

Насколько я знаю, не существует механизма взаимопревращения темной и барионной материи или их исчезновения.

В модели FLRW, которая используется сегодня, нормальная (барионная) материя и темная материя вместе составляют материю. Он разбавляется с ростом радиуса в третьей степени (потому что объем пропорционален радиусу³). Так что соотношение материи и темной материи всегда было и будет одинаковым, по крайней мере, в показанном вами сюжете и модели, которая там использовалась.

Редактировать: Возможно, упомянутое Джоном Ренни изменение с 5,25 на 5 происходит из-за материи, которая со временем трансформируется в излучение (солнце, например, излучает 4e26 Вт, что означает, что оно преобразует чуть более 4e9 кг барионной материи в фотоны каждую секунду. С другой стороны, темная материя может или, по крайней мере, не трансформируется в энергию излучения, как это делает обычная материя внутри звезд).

На следующем графике показано количество излучения, материи (которая почти полностью состоит из темной материи) и темной энергии в зависимости от времени. Мы находимся в моменте, когда темная энергия только начала доминировать. Например, если вы вернетесь к первым нескольким годам, самым распространенным источником энергии была радиация.

В самой ранней Вселенной было очень мало атомов. Атомы в основном состоят из взрывающихся звезд. На первой круговой диаграмме меньше атомов и больше фотонов. Это потому, что это было начальное состояние и вселенная. Это был высокий забор с фотонами и нейтрино, летящими во всех направлениях. Их будет больше всех материалов во второй круговой диаграмме. Дело в том, что материя и вселенная увеличились в объеме, когда они начали заканчиваться и выбрасывать более крупные атомы. Поле Хиггса продолжает создавать материю. Просто пропорции изменились. Не стоит помещать фотоны и нейтрино на вторую круговую диаграмму. Хотя их количество резко возросло, соотношение теперь намного ниже, чем соотношение атомов. Прежде чем можно будет ответить на ваш вопрос о соотношениях темной материи, нужно еще немного поучиться.