La luce potrebbe essere materia oscura?

È possibile che la luce stessa sia materia oscura? Sto parlando di fotoni (ad esempio luce visibile, infrarossi, ultravioletti, ecc ...). Mi rendo conto che la luce è intesa come priva di massa, ma è ovvio che contiene almeno energia perché possiamo vedere con essa (ad esempio, eccita le cellule nelle nostre retine). Mi chiedo se la luce abbia una "massa netta" molto piccola (ad es. Massa 0 * velocità relativisticamente infinita). Penserei che la luce abbia almeno una piccola massa, in proporzione alla sua energia. Ad esempio, prendi E = mc ^ 2, quindi m = E / c ^ 2 descriverà quanta massa ha. Se questo è vero, anche la luce dovrebbe avere una gravità molto ridotta. Sebbene l'effetto sembri minimo, la luce è praticamente ovunque. La gravità della luce sarebbe più concentrata all'interno delle galassie, e ancora più concentrato nel centro delle galassie dove ci sono molte stelle (come la materia oscura). Sarebbe interessante eseguire i calcoli, supponendo che la luce abbia gravità, e vedere se questo corrisponde alle osservazioni gravitazionali della materia oscura nell'universo. Sarebbe divertente e ironico se la materia oscura fosse davvero luce.

Modifica: nota che sembra che la luce abbia gravità come nelle discussioni qui: in che modo la luce influenza l'universo? Se questo è vero, mi chiedo se questo sia abbastanza significativo da tenere conto della materia oscura?

La materia oscura, è solo un nome per qualcosa di cui non sappiamo nulla. È stato chiamato per spiegare una fonte di gravità extra per la quale ci sono state osservazioni indirette, ma non possiamo spiegare.

La forza di gravità esercitata dalla luce è trascurabilmente piccola ma abbiamo misurato l'attrazione gravitazionale della Materia Oscura per essere abbastanza grande da colpire intere galassie; è ciò che lega le galassie insieme.

Inoltre, abbiamo incluso tutto ciò che possiamo osservare (tutta la materia ordinaria compresi i fotoni) quando facciamo i calcoli per la quantità di gravità che dovrebbe esserci. Quindi la luce è già lì. La "materia oscura" è quella gravità extra che non possiamo spiegare.

La maggior parte dell'energia luminosa nell'universo è ancora nel fondo cosmico a microonde (CMB). I materiali della classe UC Berkeley Physics 250 della primavera 2011 calcolano dal fatto che per il CMB:$T=2.73$

Ne consegue che i fotoni contribuiscono solo a della densità di chiusura.$0.0000485$

La densità di chiusura è la densità necessaria per chiudere l'universo se non ci fosse una costante cosmologica. La densità osservata dell'universo è stata determinata in circa 0,3 volte la densità di chiusura.

Come diceva Yashbhatt, possiamo rilevare la luce: con i nostri occhi (solo luce visibile) e con macchine speciali. Possiamo anche vedere gli effetti di alcuni tipi di luci. La materia oscura, tuttavia, non può essere rilevata per ora.

Inoltre, la luce è energia, la materia oscura è materia. Perché la tua pelle si abbronza? È a causa della luce ultravioletta. Perché fai caldo ogni estate? È a causa della luce infrarossa. La luce ha un effetto, quindi è energia: la pelle non si abbronza se non viene fornita energia per abbronzarsi.

In conclusione, la luce non è materia oscura.

La luce può rappresentare una piccola parte della materia oscura, ma è improbabile che la maggior parte / tutta sia responsabile.

Da un articolo di Wikipedia sulla materia oscura: http://en.wikipedia.org/wiki/Dark_matter

l'energia di massa totale dell'universo noto contiene il 4,9% di materia ordinaria, il 26,8% di materia oscura e il 68,3% di energia oscura. [2] [3] Pertanto, si stima che la materia oscura costituisca l'84,5% della materia totale nell'universo, mentre l'energia oscura più la materia oscura costituiscono il 95,1% del contenuto totale dell'universo. [4] [5]

Ora che ci penso di più, ciò significherebbe che la maggior parte della massa nell'universo sarebbe luce anziché materia se la materia oscura fosse luce. Dubito che la maggior parte della materia (ad esempio nelle stelle) si sia trasformata in luce, anche durante la vita dell'universo. Credo che l'idrogeno perde solo una piccola parte della sua massa (come energia / luce) quando viene iniettato in elio. Tuttavia, è possibile che la radiazione cosmica di fondo, che attraversa quasi tutte le parti dell'universo, sia in grado di spiegare una maggiore quantità di luce. Dubito ancora che basterebbe a spiegare la materia oscura, ma vorrei vedere quale effetto ha. Questo mi dice che la luce probabilmente non tiene conto di tutta la materia oscura, ma che potrebbe comunque rappresentare una parte di essa. Accolgo con favore ulteriori suggerimenti in merito (ad es. Quanta materia oscura è la luce, se presente).

La spiegazione di Layman qui, quindi prendila per quello che vale.

La materia oscura ha un effetto gravitazionale localizzato (localizzato in galassie, sì, ma comunque localizzato); la sua esistenza è ipotizzata sulla base di questo effetto osservato.

Se la materia oscura fosse equamente distribuita in tutto l'universo, non potrebbe avere un effetto localizzato, ma invece il suo effetto verrebbe osservato nel ritmo complessivo dell'espansione (o contrazione) dell'universo; e in ogni caso non poteva rimanere equamente distribuito, ma avrebbe cominciato a raggrupparsi insieme alla materia ordinaria e visibile.

Quindi la materia oscura deve raggrupparsi in modo che ce ne sia di più dentro e intorno alle galassie e meno nello spazio intergalattico.

La luce, tuttavia, non potrebbe raggrupparsi in questo modo. Mentre parte della luce generata in una galassia colpisce parte della materia in quella galassia e viene assorbita, o colpisce un buco nero in quella galassia e rimane bloccata lì fino alla fine dei tempi, per la maggior parte la luce emessa da un corpo celeste raggiungerà lo spazio intergalattico e, a meno che l'universo non sia abbastanza denso da collassare, quella luce non tornerà mai nella sua galassia.

Inoltre, come altri hanno sottolineato, la materia oscura è postulata perché la materia visibile nelle galassie non è sufficiente a spiegarne la rotazione. Dato che la materia visibile ha di gran lunga più massa della luce emessa da tale materia (per più ordini di grandezza), ma non è sufficiente per spiegare la rotazione delle galassie, allora sicuramente la massa radicalmente più piccola della luce emessa deve essere necessariamente pari meno sufficiente, e quindi non potrebbe essere una spiegazione di cosa sia la materia oscura.

Quindi no, la materia oscura non è luce.

La luce ha certamente una massa gravitazionale. La luce viene anche dispersa nello spazio con l'inverso del quadrato di distanza. Ciò significa che il suo peso è più forte lungo tutto il disco delle galassie in cui si trovano le sorgenti luminose. Proprio come dovrebbe essere la materia oscura. La luce locale più forte nelle galassie deve essere aggiunta a tutta la luce proveniente da fonti intergalattiche e CMB, che è più o meno la stessa in tutto l'universo e dovrebbe avere un effetto anche sulle galassie. Il punto è quanto pesa la luce nell'intero spettro EM nello spazio interstellare. È chiaramente trascurabile nei sistemi solari vicino alle stelle, rispetto alla massa normale, ma forse non se aggiungi tutta la luce nell'enorme spazio tra le stelle. Inoltre aggiungi la gravità della luce nello spazio "vuoto" tra le galassie (la rotazione delle galassie dovrebbe essere influenzata anche dalla gravità della luce e materia tra galassie). Penso che gli astronomi debbano averne tenuto conto, ma non riesco a trovare la quantità calcolata da nessuna parte (non sono un astronomo, forse è in molti libri di astronomia specializzati, non lo so). Sospetto comunque che la leggerezza sia molto, molto meno del necessario per essere la materia oscura, ma non ho i numeri. Se qualcuno li ha ...