En astronomía y cosmología, la teoría del fluido oscuro intenta explicar la materia oscura y la energía oscura en un único marco, como sugirió el cosmólogo Alexandre Arbey en 2005. La teoría propone que la materia oscura y la energía oscura no son fenómenos físicos separados ni tienen orígenes distintos, sino que están estrechamente vinculados y pueden considerarse dos facetas de un mismo fluido. A escala galáctica, el fluido oscuro se comporta como la materia oscura, y a escalas mayores su comportamiento se asemeja al de 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.
Descripción general Se plantea la hipótesis de que el fluido oscuro es un tipo específico de fluido cuyos comportamientos de atracción y repulsión dependen de la densidad energética local. En esta teoría, el fluido oscuro se comporta como la materia oscura en las regiones del espacio donde la densidad bariónica 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 a más fluido oscuro para que se coagule a su alrededor, amplificando así la fuerza de gravedad en su entorno. El efecto siempre está presente, pero solo se hace perceptible 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.
Por otro lado, en lugares con relativamente poca materia, como en los vacíos entre 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, ya que predice un rango continuo de cualidades atractivas y repulsivas en diversos casos de densidad de materia. De hecho, el fluido oscuro reproduce casos especiales de otras teorías gravitacionales, como la inflación, la quintaesencia, la k-esencia, f(R), el Éter de Einstein Generalizado f(K), MOND, TeVeS, BSTV, etc. La teoría del fluido oscuro también sugiere nuevos modelos, como un modelo f(K+R) que sugiere correcciones interesantes a MOND que dependen del corrimiento al rojo y la densidad.
Simplificando suposiciones El fluido oscuro no se analiza como un modelo estándar de mecánica de fluidos, ya que las ecuaciones completas de la mecánica de fluidos aún son 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 datos observacionales para que los cálculos sean factibles, y los cosmólogos no disponen de suficientes datos. Se llevó a cabo una simplificación modelando la hipótesis mediante modelos de campo escalar, como se hace en otros enfoques alternativos para la energía oscura y la materia oscura.
Referencias
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