Возможно ли, что темная материя состоит из большого количества нейтрино от Большого взрыва? [дубликат]

Краткий ответ: темная материя кажется холодной , но при любой разумной массе нейтрино и температуре темной материи нейтрино будут релятивистскими.

Есть пара причин, по которым три типа известных нейтрино (и их античастиц) не могут быть недостающей темной материей.

Теперь мы примерно знаем, каковы массы нейтрино. Сумма всех трех составляет около 0,3 эВ, а самый тяжелый должен быть больше 0,04 эВ.

Если вы подсчитаете, сколько их образовалось во время Большого взрыва, и примете их нерелятивистскую природу (см. ниже), то окажется, что их плотность сегодня (около 56 см$^{-3}$для каждого из шести видов) составляет примерно одну десятую плотности светящейся материи во Вселенной и около 0,3% плотности, необходимой для создания плоской Вселенной, и далеко не 25%, необходимых для любого кандидата на темную материю.

Нейтрино отделились от остальной материи вскоре после Большого взрыва, когда температура Вселенной была$10^9$К, и теперь они остыли чуть ниже 2 К. Таким образом, современные фоновые нейтрино имеют$kT/mc^2\sim 10^{-3}$и не очень релятивистские, но все же слишком быстрые, чтобы попасть в ловушку отдельных галактик. Однако важно то, что когда начали формироваться крупномасштабные структуры, когда Вселенная была$10^6$K, нейтрино были очень релятивистскими (горячая темная материя). Такие частицы стирали бы структуру, и Вселенная была бы не такой, какой мы ее видим сегодня.

Таким образом, даже если вы нашли способ заставить нейтрино слипаться (для преодоления второго возражения), их недостаточно для преодоления первого возражения.

Не совсем так, существует множество моделей, в которых темная материя считается релятивистской и, следовательно, теплой. Например , здесь обсуждаются некоторые особенности в случаях, когда темная материя состоит из стерильных нейтрино или легких гравитино. Также темная материя может быть многокомпонентным полем. Одним из ответов с высокой положительной вероятностью было бы то, что темная материя, если она существует и общая теория относительности в том виде, в каком мы ее знаем сегодня, верна, была бы не холодной, а нерелятивистской, т.е. теплой.

Нейтрино не только возникли в результате Большого взрыва, но и прекратили взаимодействие с барионной материей через одну секунду, когда температура Вселенной была примерно 10 миллиардов кельвинов, или 1 МэВ. Поскольку нейтрино имеют массу, сила гравитации ограничивает их галактиками. Все звезды главной последовательности производят нейтрино в процессе синтеза, и если они не взаимодействуют с барионной материей, велика вероятность того, что большинство из них все еще существует. Лиза Рэндалл выдвинула гипотезу о диске «темной материи», проходящем через Млечный Путь. «Диск смерти» протяженностью 180 триллионов миль — так об этом сообщила «Санди таймс» в обзоре ее книги «Темная материя и динозавры». Предполагается, что Земля получает гравитационный «толчок» каждые 35 миллионов лет, когда проходит через выравнивание с этим диском темной материи. Это похоже на размышления о дилемме, поставленной спутником Юпитера Ио. Поскольку Ио находится так далеко от солнца, он уже должен был остыть, но, похоже, на поверхности есть вулканы. Это было связано с тем фактом, что Ио регулярно растягивается на 100 метров за счет гравитационного выравнивания с другими спутниками Юпитера. Считается, что причиной вулканов на Ио является трение, что фактически означает, что они могут питаться только гравитацией как источником энергии. Диск темной материи Лизы Рэндалл, вероятно, состоит из всех нейтрино в галактике, подчиняющихся ограничению скорости. Поскольку они не могут получить энергию для обращения времени вспять, они застревают в галактике, пока черная дыра в ее центре не сделает что-нибудь с этим. Это было связано с тем фактом, что Ио регулярно растягивается на 100 метров за счет гравитационного выравнивания с другими спутниками Юпитера. Считается, что причиной вулканов на Ио является трение, что фактически означает, что они могут питаться только гравитацией как источником энергии. Диск темной материи Лизы Рэндалл, вероятно, состоит из всех нейтрино в галактике, подчиняющихся ограничению скорости. Поскольку они не могут получить энергию для обращения времени вспять, они застревают в галактике, пока черная дыра в ее центре не сделает что-нибудь с этим. Это было связано с тем фактом, что Ио регулярно растягивается на 100 метров за счет гравитационного выравнивания с другими спутниками Юпитера. Считается, что причиной вулканов на Ио является трение, что фактически означает, что они могут питаться только гравитацией как источником энергии. Диск темной материи Лизы Рэндалл, вероятно, состоит из всех нейтрино в галактике, подчиняющихся ограничению скорости. Поскольку они не могут получить энергию для обращения времени вспять, они застревают в галактике, пока черная дыра в ее центре не сделает что-нибудь с этим. Диск темной материи, вероятно, состоит из всех нейтрино в галактике, подчиняющихся ограничениям скорости. Поскольку они не могут получить энергию для обращения времени вспять, они застревают в галактике, пока черная дыра в ее центре не сделает что-нибудь с этим. Диск темной материи, вероятно, состоит из всех нейтрино в галактике, подчиняющихся ограничениям скорости. Поскольку они не могут получить энергию для обращения времени вспять, они застревают в галактике, пока черная дыра в ее центре не сделает что-нибудь с этим.