En astronomía y cosmología , la teoría del fluido oscuro intenta explicar la materia oscura y la energía oscura en un solo marco, como lo sugirió el cosmólogo Alexandre Arbey en 2005. [1] [2] La teoría propone que la materia oscura y la energía oscura no son fenómenos físicos separados, ni tienen orígenes separados, sino que están fuertemente vinculados entre sí y pueden considerarse como dos facetas de un solo fluido. A escalas galácticas, el fluido oscuro se comporta como la materia oscura, y a escalas mayores su comportamiento se vuelve similar a la energía oscura.
En 2018, el astrofísico Jamie Farnes propuso que un fluido oscuro con masa negativa tendría las propiedades necesarias para explicar tanto la materia oscura como la energía oscura. [3] [4]
Se plantea la hipótesis de que el fluido oscuro es un tipo específico de fluido cuyos comportamientos atractivos y repulsivos dependen de la densidad de energía local. En esta teoría, el fluido oscuro se comporta como la materia oscura en las regiones del espacio donde la densidad de bariones es alta. La idea es que cuando el fluido oscuro está en presencia de materia, se ralentiza y se coagula a su alrededor; esto atrae más fluido oscuro para coagularse a su alrededor, amplificando así la fuerza de gravedad cerca de él. El efecto siempre está presente, pero solo se hace notar en presencia de una masa muy grande, como una galaxia. Esta descripción es similar a las teorías de la materia oscura , y un caso especial de las ecuaciones del fluido oscuro reproduce la materia oscura. [ cita requerida ]
Por otra parte, en lugares donde hay relativamente poca materia, como en los huecos entre los supercúmulos galácticos , esta hipótesis predice que el fluido oscuro se relaja y adquiere una presión negativa. Así, el fluido oscuro se convierte en una fuerza repulsiva, con un efecto similar al de la energía oscura .
El fluido oscuro va más allá de la materia oscura y la energía oscura en el sentido de que predice un rango continuo de cualidades atractivas y repulsivas en varios casos de densidad de materia. De hecho, el fluido oscuro reproduce casos especiales de varias otras teorías gravitacionales, por ejemplo, inflación , quintaesencia , k-esencia , f(R) , teoría de Einstein-éter generalizada f(K) , MOND , TeVeS , BSTV , etc. La teoría del fluido oscuro también sugiere nuevos modelos, como un cierto modelo f(K+R) que sugiere correcciones interesantes a MOND que dependen del corrimiento al rojo y la densidad. [ cita requerida ] [ dudoso – discutir ]
El fluido oscuro no se analiza como un modelo estándar de mecánica de fluidos , porque las ecuaciones completas en mecánica de fluidos son aún demasiado difíciles de resolver. Un enfoque formalizado de mecánica de fluidos, como el modelo generalizado de gas de Chaplygin , sería un método ideal para modelar el fluido oscuro, pero actualmente requiere demasiados puntos de datos de observación para que los cálculos sean factibles, y no hay suficientes puntos de datos disponibles para los cosmólogos. Se realizó un paso de simplificación modelando la hipótesis a través de modelos de campo escalar, como se hace en otros enfoques alternativos a la energía oscura y la materia oscura. [2] [5]
