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En astrofísica y cosmología física, se denomina materia oscura a un tipo de materia que se estima corresponde aproximadamente al 80% de la materia del universo,1 y que no es energía oscura, materia bariónica (materia ordinaria) ni neutrinos. Su nombre hace referencia a que se considera que no emite ningún tipo de radiación electromagnética (como la luz). De hecho, no interactuaría en ninguna forma con la radiación electromagnética, siendo completamente transparente en todo el espectro electromagnético.2 Su existencia se puede inferir a partir de sus efectos gravitacionales en la materia bajo la consideración de la mecánica newtoniana, tales como el movimiento de las estrellas o las galaxias, así como en las anisotropías del fondo cósmico de microondas presente en el universo.
La materia oscura fue propuesta por Fritz Zwicky en 1933, ante la evidencia de una "masa no visible" que influiría en las velocidades orbitales de los cúmulos en las galaxias. Posteriormente, otras observaciones han indicado la posible presencia de materia oscura en el universo, las cuales incluyen la citada velocidad de rotación de las galaxias, así como los lentes gravitacionales de los objetos por los cúmulos de galaxias, tales como el Cúmulo Bala (1E 0657-56); igualmente, la distribución de la temperatura del gas caliente en galaxias, cúmulos de galaxias y nebulosas.
La materia oscura también desempeña un papel central en la formación de estructuras y la evolución de galaxias y tiene efectos medibles en la anisotropía de la radiación de fondo cósmico de microondas. Todas estas pruebas sugieren que las galaxias, los cúmulos de galaxias y todo el Universo contendría mucha más materia que la que interactúa con la radiación electromagnética: lo restante es llamado "el componente de materia oscura".
La composición de la materia oscura se desconoce. Algunos de los candidatos a materia oscura pueden ser neutrinos ordinarios y pesados, partículas elementales recientemente postuladas como los WIMPs y los axiones, cuerpos astronómicos como las estrellas enanas, los planetas (colectivamente llamados MACHO) y las nubes de gases no luminosos. Las pruebas actuales favorecen los modelos en que el componente primario de la materia oscura son las nuevas partículas elementales llamadas colectivamente materia oscura no bariónica.
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