Nein.Dunkle Materie absorbiert und emittiert keine elektromagnetischen Wellen, da sie nicht an der elektromagnetischen Wechselwirkung teilnimmt.Dies bedeutet, dass wenn dunkle Materieteilchen eine "Temperatur" haben, wir keine direkten Mittel haben, um sie zu messen.

Dies sind eigentlich zwei Fragen.

1. Die Temperatur der dunklen Materie ist ein wichtiger Wert vieler kosmologischer Modelle. Es gibt "heiße" dunkle Materie, "warme" dunkle Materie usw. Modelle, die unterschiedliche Energien der vorgeschlagenen Teilchen der dunklen Materie vorschlagen. Diese Temperatur (= kinetische Energie der Partikel) ist auch ohne elektromagnetische Anzeige ein wichtiger Faktor für das Verhalten der Dunklen Materie. Abhängig von ihrer Temperatur können diese Partikel beispielsweise die Fluchtgeschwindigkeit haben, um aus einer Galaxie herauszukommen, die Galaxie zu umkreisen oder einfach in das zentrale Schwarze Loch zu klumpen.

2. Was das Infrarot betrifft: Was auch immer es ist, die dunkle Materie hat keine große Kopplung an Photonen, so dass es keine elektromagnetische Emission der dunklen Materie gibt, die uns bekannt ist. Wir können uns jedoch vorstellen, dass wenn die dunkle Materie früh genug entkoppelt wird, ihre thermodynamische Temperatur wahrscheinlich niedriger ist als der Mikrowellenhintergrund. Selbst wenn es eine Emissionsmethode gibt, ist sie wahrscheinlich auch nicht infrarot. Es werden Radiowellen sein.

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Dunkle Materie kann in Form von thermischen Relikten (z. B. WIMPs) vorliegen oder sie können in Phasenübergängen (z. B. Axionen) nicht thermisch erzeugt werden. Im letzteren Fall ist es nicht sinnvoll, zu irgendeinem Zeitpunkt über eine Temperatur zu sprechen.

Bei "thermischen Relikten" würden sich die Partikel der dunklen Materie beim Abkühlen thermisch vom Rest des Universums entkoppeln. Grob gesagt tritt dies auf, wenn die Temperatur im Universum unter $ \ sim m_x c ^ 2 / k_B $ span> fällt, wenn andere Teilchen nicht energiereich genug sind, um die Teilchen der dunklen Materie zu produzieren. Die Dichte der Teilchen der dunklen Materie würde dann bei ihrer Vernichtung auf Null fallen, aber da sich das Universum ausdehnt und weniger dicht wird, wird ein Zustand erreicht, in dem die Wechselwirkungsrate der Teilchen der dunklen Materie zu langsam ist und sie "ausfrieren". Eine detaillierte Behandlung zeigt, dass dies bei ungefähr $ T_d \ sim m_xc ^ 2/20 k_B $ span> geschieht.

Das Obige würde bedeuten, dass die Partikel beim Entkoppeln nicht relativistisch waren, mit einer ungefähren Maxwell-Boltzmann-Verteilung bei der Entkopplungstemperatur $ \ propto \ exp (-p ^ 2 / 2m_x) k_BT_d) $ span>.

Von dort aus ist die Verteilung fest, aber der Teilchenimpuls (in Bezug auf den sich gemeinsam bewegenden Rahmen) nimmt mit der Umkehrung des Skalierungsfaktors ab, da sich die de Broglie-Wellenlänge auf die gleiche Weise ausdehnt wie die von Licht und $ p = hc / \ lambda $ span>. Somit ist die effektive Temperatur der dunklen Materie das umgekehrte Quadrat des Skalierungsfaktors.

Dies unterscheidet sich erheblich vom Verhalten von Partikeln, die sich relativistisch entkoppeln. Für sie ist ihre Impulsverteilung z.B. $$ n (p) \ propto (\ exp [pc / k_BT_d] \ pm 1) ^ {- 1}, $$ span> mit dem Zeichen in der Klammer, je nachdem, ob es sich um Fermionen oder Bosonen handelt. Hier können Sie sehen, dass die Temperatur dieser Verteilung nur mit der Umkehrung des Skalierungsfaktors abnimmt, wenn sich das Universum ausdehnt.

Die Quintessenz ist, dass wenn dunkle Materie beim Entkoppeln nicht relativistisch war (z. B. WIMPS), sie jetzt eiskalt ist, verglichen mit beispielsweise der Temperatur der Photonen (relativistischen Bosonen) im kosmischen Mikrowellenhintergrund . Der genaue Wert würde von der Masse des Partikels abhängen, ist jedoch nicht relevant, da sie sich unter dem Einfluss der Schwerkraft wie ein druckfreies Fluid verhalten würden.

Sogar Neutrinos (mit Masse) als dunkle Materie werden (jetzt) ​​kalt sein. Dies liegt daran, dass masselose Neutrinos natürlich relativistisch wären und eine ähnliche Temperatur wie das CMB hätten, mit der Ausnahme, dass die Vernichtung von Elektronen und Positronen nach der Neutrino-Entkopplung die Photonentemperatur erhöht. Neutrinos mit Massenentkopplung sind zwar noch relativistisch (für sensible Neutrinomassen), werden jedoch mit der Expansion des Universums nicht relativistisch (wenn $ p < m_ \ nu c $ span>) . Infolgedessen sinkt ihre Temperatur dann schneller als die des CMB

Die Antwort auf Ihre zweite Frage lautet, dass dunkle Materie so genannt wird, weil sie keine elektromagnetischen Wechselwirkungen aufweist. Es absorbiert oder emittiert also kein Licht mit einer Wellenlänge.

Wie andere bereits erwähnt haben, ist der Beweis dafür, dass dunkle Materie elektromagnetische Strahlung weder absorbiert noch emittiert - daher der Name.Genauer gesagt, wenn es mit elektromagnetischer Strahlung interagiert, dann nur sehr schwach und schimmert daher viel zu schwach, um von unseren Instrumenten erkannt zu werden.Es gibt jedoch indirekte Wege, um zu den möglichen Bewegungen der Dunklen Materie zu gelangen, und diese legen nahe, dass es nicht so heiß ist, dass es bei Geschwindigkeiten in der Größenordnung der Lichtgeschwindigkeit zu extremen thermischen Bewegungen kommt.Wenn es so wäre, hätte es sich nicht so verklumpt, wie es ist.Aus diesem Grund wird es in dem Szenario, das unser bestes Arbeitsmodell ist, als "kalte" dunkle Materie bezeichnet.Das Wort "kalt" bedeutet hier lediglich, dass die Temperatur nicht sehr hoch ist.

Es wäre nicht dark, wenn es ( signifikante ) Mengen elektromagnetischer Strahlung aussenden würde.

Speziell in unserer Milchstraße wird dunkle Materie durch einen "isothermen Lichthof", d. h. eine riesige Wolke von Partikeln dunkler Materie mit überall gleicher Temperatur, gut angenähert.Dies entspricht der Aussage, dass dunkle Materie in der Milchstraße (und anderen Galaxien) in etwa einer Maxwell-Boltzmann-Verteilung folgt.Diese Verteilung hat ein Maximum bei einer gewissen Geschwindigkeit.Je massereicher die Galaxie ist, desto größer ist diese Geschwindigkeit.Für unsere Milchstraße sind es ungefähr 200 km / s.Wenn Sie eine Masse der Partikel der dunklen Materie kennen oder annehmen, können Sie diese Geschwindigkeit in eine Temperatur in Einheiten von Kelvin umwandeln.

Nein, dunkle Materie interagiert nicht mit Licht und emittiert daher auch keine Schwarzkörperstrahlung.