¿Podría la luz ser materia oscura?

¿Es posible que la luz misma sea materia oscura? Estoy hablando de fotones (por ejemplo, luz visible, infrarrojo, ultravioleta, etc.). Me doy cuenta de que se entiende que la luz no tiene masa, pero es obvio que al menos contiene energía porque podemos ver con ella (por ejemplo, energiza las células en nuestras retinas). Me pregunto si la luz tiene una "masa neta" muy pequeña (por ejemplo, 0 masa * velocidad relativista infinita). Creo que la luz al menos tiene una pequeña masa, en proporción a su energía. Por ejemplo, tome E = mc ^ 2, luego m = E / c ^ 2 describiría cuánta masa tiene. Si esto es cierto, la luz también debería tener muy poca gravedad. Aunque el efecto parecería mínimo, la luz está prácticamente en todas partes. La gravedad de la luz estaría más concentrada dentro de las galaxias, e incluso más concentrado en el centro de las galaxias donde hay muchas estrellas (como es la materia oscura). Sería interesante realizar los cálculos, suponiendo que la luz tenga gravedad, y ver si esto coincide con las observaciones gravitacionales de la materia oscura en el universo. Sería divertido e irónico si la materia oscura realmente fuera clara.

Editar: Tenga en cuenta que parece que la luz tiene gravedad según las discusiones aquí: ¿Cómo afecta la luz al universo? Si eso es cierto, me pregunto si esto es lo suficientemente significativo como para dar cuenta de la materia oscura.

La materia oscura, es solo un nombre para algo de lo que no sabemos nada. Fue nombrado para dar cuenta de una fuente de gravedad adicional para la cual ha habido observaciones indirectas, pero aún no podemos explicar.

La fuerza de gravedad ejercida por la luz es insignificantemente pequeña, sin embargo, hemos medido la atracción gravitacional de Dark Matter para que sea lo suficientemente grande como para afectar a galaxias enteras; es lo que une a las galaxias.

Además, hemos incluido todo lo que podemos observar (toda la materia ordinaria, incluidos los fotones) cuando hacemos los cálculos de la cantidad de gravedad que debería haber. Entonces la luz ya está ahí. La 'materia oscura' es esa gravedad extra que no podemos explicar.

La mayor parte de la energía de la luz en el universo todavía está en el fondo cósmico de microondas (CMB). Primavera 2011 UC Berkeley Physics 250 materiales de clase calculan a partir del hecho de que para el CMB:$T=2.73$

De ello se deduce que los fotones contribuyen solo $0.0000485$ de la densidad de cierre.

La densidad de cierre es la densidad necesaria para cerrar el universo si no hubiera una constante cosmológica. Se ha determinado que la densidad observada del universo es de aproximadamente 0,3 x densidad de cierre.

Como dijo Yashbhatt, podemos detectar la luz: con nuestros ojos (solo luz visible) y con máquinas especiales. También podemos ver los efectos de algún tipo de luces. La materia oscura, sin embargo, no se puede detectar por ahora.

Además, la luz es energía, la materia oscura es materia. ¿Por qué se broncea tu piel? Es por la luz ultravioleta. ¿Por qué tienes calor cada verano? Es por la luz infrarroja. La luz tiene un efecto, así que eso es energía: su piel no se bronceará si no se proporciona energía para broncearla.

En conclusión, la luz no es materia oscura.

La luz puede representar una pequeña porción de materia oscura, pero es poco probable que represente la mayor parte / toda.

De un artículo de Wikipedia sobre materia oscura: http://en.wikipedia.org/wiki/Dark_matter

la masa total de energía del universo conocido contiene 4.9% de materia ordinaria, 26.8% de materia oscura y 68.3% de energía oscura. [2] [3] Por lo tanto, se estima que la materia oscura constituye el 84.5% de la materia total en el universo, mientras que la energía oscura más la materia oscura constituyen el 95.1% del contenido total del universo. [4] [5]

Ahora que lo pienso más, esto significaría que la mayor parte de la masa en el universo sería luz en lugar de materia si la materia oscura es luz. Dudo que la mayoría de la materia (p. Ej., En las estrellas) se haya convertido en luz, incluso a lo largo de la vida del universo. Creo que el hidrógeno pierde solo una pequeña porción de su masa (como energía / luz) cuando se funde en Helio. Sin embargo, es posible que la radiación de fondo cósmica, que pasa a través de casi todas las partes del universo, pueda explicar más de la luz. Todavía dudo que eso sea suficiente para explicar la materia oscura, pero me gustaría ver qué efecto tiene esto. Esto me dice que la luz probablemente no explica toda la materia oscura, pero que aún podría explicar una parte de ella. Agradezco más información sobre esto (por ejemplo, qué cantidad de materia oscura es clara, si la hay).

La explicación de Layman aquí, así que tómala por lo que vale.

La materia oscura tiene un efecto gravitacional localizado (localizado en las galaxias, sí, pero no obstante localizado); su existencia se hipotetiza sobre la base de este efecto observado.

Si la materia oscura se distribuyera por igual en todo el universo, no podría tener un efecto localizado, sino que su efecto se observaría en la tasa general de expansión (o contracción) del universo; y, en cualquier caso, no podría permanecer distribuido por igual, sino que comenzaría a agruparse con la materia visible ordinaria.

Entonces, la materia oscura tiene que agruparse para que haya más dentro y alrededor de las galaxias, y menos en el espacio intergaláctico.

La luz, sin embargo, no podía agruparse de esta manera. Mientras que parte de la luz generada en una galaxia golpea parte de la materia en esa galaxia y se absorbe, o golpea un agujero negro en esa galaxia y queda atrapada allí hasta el final de los tiempos, en su mayor parte la luz emitida por un cuerpo celeste llegará al espacio intergaláctico, y a menos que el universo sea lo suficientemente denso como para colapsar, esa luz nunca volverá a su galaxia.

Además, como han señalado otros, se postula la materia oscura porque la materia visible en las galaxias es insuficiente para explicar su rotación. Dado que la materia visible tiene de lejos más masa que la luz emitida por esa materia (en múltiples órdenes de magnitud), pero es insuficiente para dar cuenta de la rotación de las galaxias, entonces seguramente la masa radicalmente menor de la luz emitida debe ser necesariamente uniforme menos suficiente y, por lo tanto, no podría ser una explicación de lo que es la materia oscura.

Entonces no, la materia oscura no es luz.

La luz tiene ciertamente una masa gravitacional. La luz también se dispersa en el espacio con el inverso del cuadrado de la distancia. Eso significa que su peso es más fuerte en todo el disco de galaxias donde están las fuentes de luz. Tal como se supone que es la materia oscura. La luz local más fuerte en las galaxias se agregará a toda la luz de las fuentes intergalácticas y CMB, que es más o menos igual en todo el universo, y también debería tener un efecto en las galaxias. El punto es cuánto pesa la luz en todo el espectro EM en los pesos espaciales interestelares. Es claramente despreciable en los sistemas solares cerca de las estrellas, en comparación con la masa regular, pero tal vez no si se agrega toda la luz en el gran espacio entre las estrellas. Además, agregue la gravedad de la luz en el espacio "vacío" entre las galaxias (la rotación de las galaxias también debe verse afectada por la gravedad de la luz y materia entre galaxias). Creo que los astrónomos deben haber tenido esto en cuenta, pero no puedo encontrar la cantidad calculada en ninguna parte (no soy astrónomo, tal vez esté en muchos libros especializados de astronomía, no lo sé). Sospecho de todos modos que el peso ligero es mucho, mucho menos de lo requerido para ser la materia oscura, pero no tengo los números. Si alguien los tiene ...