A luz poderia ser matéria escura?

É possível que a própria luz seja matéria escura? Estou falando de fótons (por exemplo, luz visível, infravermelho, ultravioleta, etc ...). Eu percebo que a luz é entendida como sem massa, mas é óbvio que pelo menos contém energia porque podemos ver com ela (por exemplo, energiza as células em nossas retinas). Eu me pergunto se a luz tem uma "massa líquida" muito pequena (por exemplo, 0 massa * velocidade relativisticamente infinita). Eu pensaria que a luz tem pelo menos um pouco de massa, proporcionalmente à sua energia. Por exemplo, pegue E = mc ^ 2, então m = E / c ^ 2 descreveria quanta massa ele possui. Se isso for verdade, a luz também deve ter uma gravidade muito pequena. Embora o efeito pareça mínimo, a luz está praticamente em toda parte. A gravidade da luz seria mais concentrada dentro das galáxias, e ainda mais concentrado no centro das galáxias, onde há muitas estrelas (como a matéria escura). Seria interessante executar os cálculos, assumindo que a luz tenha gravidade, e ver se isso corresponde às observações gravitacionais da matéria escura no universo. Seria engraçado e irônico se a matéria escura realmente fosse luz.

Edit: Note que parece que a luz tem gravidade conforme as discussões aqui: Como a luz afeta o universo? Se isso é verdade, eu me pergunto se isso é significativo o suficiente para explicar a matéria escura.

Matéria escura, é apenas um nome para algo que não sabemos nada. Foi nomeado para explicar uma fonte de gravidade extra para a qual houve observações indiretas, mas ainda não podemos explicar.

A força da gravidade exercida pela luz é desprezivelmente pequena, mas medimos a força gravitacional da Matéria Negra como sendo grande o suficiente para afetar galáxias inteiras; é o que une galáxias.

Além disso, incluímos tudo o que podemos observar (toda a matéria comum, incluindo fótons) quando fazemos os cálculos para a quantidade de gravidade que deveria haver. Então a luz já está lá. 'Matéria escura' é aquela gravidade extra que não podemos explicar.

$T=2.73$

$0.0000485$

Densidade de fechamento é a densidade necessária para fechar o universo se não houvesse constante cosmológica. A densidade observada do universo foi determinada como sendo cerca de 0,3 x densidade de fechamento.

Como Yashbhatt disse, podemos detectar a luz: com nossos olhos (somente luz visível) e com máquinas especiais. Também podemos ver os efeitos de algum tipo de luz. A matéria escura, no entanto, não pode ser detectada por enquanto.

Além disso, luz é energia, matéria escura é matéria. Por que sua pele fica bronzeada? É por causa da luz ultravioleta. Por que você está quente a cada verão? É por causa da luz infravermelha. A luz tem um efeito, então é energia: sua pele não bronzeará se não houver energia fornecida para deixá-la bronzeada.

Em conclusão, a luz não é matéria escura.

A luz pode ser responsável por uma pequena porção da matéria escura, mas é improvável que seja responsável por quase toda ela.

De um artigo da Wikipedia sobre matéria escura: http://en.wikipedia.org/wiki/Dark_matter

a energia de massa total do universo conhecido contém 4,9% de matéria comum, 26,8% de matéria escura e 68,3% de energia escura. [2] [3] Assim, estima-se que a matéria escura constitua 84,5% da matéria total no universo, enquanto a energia escura mais a matéria escura constituem 95,1% do conteúdo total do universo. [4] [5]

Agora que penso mais sobre isso, isso significaria que a maior parte da massa do universo seria luz em vez de matéria se a matéria escura fosse luz. Duvido que a maioria das matérias (por exemplo, nas estrelas) tenha se transformado em luz, mesmo durante toda a vida do universo. Acredito que o hidrogênio perde apenas uma pequena parte de sua massa (como energia / luz) quando é transformado em hélio. No entanto, é possível que a radiação cósmica de fundo, passando por quase todas as partes do universo, possa ser responsável por mais da luz. Eu ainda duvido que isso seja suficiente para explicar a matéria escura, mas gostaria de ver que efeito isso tem. Isso me diz que a luz provavelmente não é responsável por toda a matéria escura, mas que ainda pode ser responsável por uma parte dela. Congratulo-me com mais informações sobre isso (por exemplo, quanto da matéria escura é luz, se houver).

A explicação de Layman aqui, então leve para o que vale a pena.

A matéria escura tem um efeito gravitacional localizado (localizado em galáxias, sim, mas localizado mesmo assim); sua existência é hipotetizada com base nesse efeito observado.

Se a matéria escura fosse igualmente distribuída por todo o universo, ela não poderia ter um efeito localizado, mas seu efeito seria observado na taxa geral de expansão (ou contração) do universo; e, de qualquer forma, não poderia permanecer igualmente distribuído, mas começaria a se agrupar com a matéria comum e visível.

Portanto, a matéria escura precisa se aglomerar para que haja mais dentro e ao redor das galáxias, e menos no espaço intergalático.

A luz, no entanto, não poderia se agrupar dessa maneira. Enquanto parte da luz gerada em uma galáxia atinge parte da matéria dessa galáxia e é absorvida, ou atinge um buraco negro nessa galáxia e fica presa lá até o fim dos tempos, na maioria das vezes a luz emitida por um corpo celeste chegará ao espaço intergalático e, a menos que o universo seja denso o suficiente para eventualmente entrar em colapso, essa luz nunca retornará à sua galáxia.

Além disso - como outros já apontaram - a matéria escura é postulada porque a matéria visível nas galáxias é insuficiente para explicar sua rotação. Como a matéria visível tem, de longe, mais massa do que a luz emitida por essa matéria (por várias ordens de magnitude), mas é insuficiente para explicar a rotação das galáxias, então certamente a massa radicalmente menor da luz emitida deve necessariamente ser uniforme menos suficiente e, portanto, não poderia ser uma explicação para o que é a matéria escura.

Portanto, não, a matéria escura não é luz.

A luz tem certamente uma massa gravitacional. A luz também é dispersa no espaço com o inverso do quadrado da distância. Isso significa que seu peso é mais forte ao longo do disco das galáxias, onde estão as fontes de luz. Assim como a matéria escura deveria ser. A luz local mais forte nas galáxias deve ser adicionada a toda a luz de fontes intergalácticas e CMB, que é mais ou menos a mesma em todo o universo, e também deve ter um efeito nas galáxias. A questão é quanto a luz em todo o espectro EM nos pesos espaciais interestelares. É claramente insignificante para os sistemas solares próximos às estrelas, em comparação com a massa normal, mas talvez não, se você adicionar toda a luz no enorme espaço entre as estrelas. Além disso, adicione a gravidade da luz no espaço "vazio" entre galáxias (a rotação das galáxias também deve ser afetada pela gravidade da luz e matéria entre galáxias). Acho que os astrônomos devem ter levado isso em consideração, mas não consigo encontrar a quantidade calculada em nenhum lugar (não sou astrônomo, talvez esteja em muitos livros especializados em astronomia, não sei). De qualquer maneira, suspeito que o peso leve seja muito, muito menor do que o necessário para ser a matéria escura, mas não tenho os números. Se alguém os tiver ...