1. Curvas de rotación plana:
* Comportamiento esperado: Según la gravedad newtoniana, la velocidad orbital de las estrellas y el gas en una galaxia debería disminuir al aumentar la distancia desde el centro galáctico. Esto se debe a que la fuerza gravitacional disminuye con la distancia y, por lo tanto, la velocidad orbital debe caer como la raíz cuadrada inversa de la distancia.
* Comportamiento observado: Sin embargo, las observaciones muestran que las curvas de rotación galáctica permanecen sorprendentemente planas incluso a grandes distancias del centro galáctico. Esto significa que las estrellas y el gas están en órbita mucho más rápido de lo esperado en función de la materia visible sola.
2. Discrepancia entre luminosidad y masa:
* Comportamiento esperado: Si solo consideramos la materia visible en una galaxia (estrellas, gas y polvo), la distribución de masa debería coincidir de la distribución de luminosidad. Esto se debe a que las regiones más brillantes de una galaxia también deberían ser las más masivas.
* Comportamiento observado: Sin embargo, las curvas de rotación plana observadas indican que las galaxias deben contener mucha más masa de la que puede explicarse solo por la materia visible. Esta discrepancia entre la luminosidad y la masa sugiere la existencia de una gran cantidad de materia invisible:materia oscura.
3. Halo extendido:
* Comportamiento esperado: Si la materia oscura se concentrara en la región central de una galaxia, esperaríamos que la curva de rotación comience a disminuir en algún momento.
* Comportamiento observado: El hecho de que las curvas de rotación permanezcan planas a grandes distancias sugiere que la materia oscura se distribuye en un halo mucho más grande y extendido alrededor de la galaxia visible. Se cree que este halo es mucho más grande que la galaxia visible misma.
En resumen: Las curvas de rotación plana de las galaxias, junto con la discrepancia entre su luminosidad y masa, sugieren fuertemente la presencia de una cantidad significativa de materia oscura en un halo grande y extendido alrededor de la galaxia visible. Esta materia oscura proporciona la atracción gravitacional extra necesaria para explicar las altas velocidades observadas de estrellas y gas en las regiones externas de las galaxias.
