قد تتكون المادة المظلمة من فوتونات مظلمة فائقة الخفة أدت إلى تسخين كوننا.لمثل هذا
ما هي خصوصية الفرضية الجديدة؟
خصوصية الفرضية الجديدة هي أنهايتفق تمامًا مع الملاحظات التي أجراها مطياف الأصل الكوني (COS) على متن تلسكوب هابل الفضائي. يدرس "الشبكة الكونية" ، وهي الشبكة المعقدة والمتفرقة من الخيوط بين المجرات التي تملأ الكون.
ما هي البيانات التي جمعها مقياس الطيف؟
تعتبر الخيوط الكونية بين المجرات أكثر سخونة مما تنبأت به المحاكاة الهيدروديناميكية لنموذج التكوين القياسي للبنية ، وفقًا للبيانات التي جمعتها COS.
إسقاط ثنائي الأبعاد للشبكة الكونية، تم الحصول عليه نتيجة المحاكاة على كمبيوتر عملاق.
الائتمان: الدكتور إيوالد بوشوين وتعاون شيروود-ريليكس
لأن الفوتونات المظلمة يمكن نظريًايتم تحويلها إلى فوتونات منخفضة التردد وهياكل كونية حرارية ، فهي تكمل المعلومات التجريبية الجديدة ، كما أوضح مؤلفو الدراسة. تم إجراؤها من قبل طاقم عمل SISSA بالتعاون مع باحثين من جامعات تل أبيب ونوتنجهام ونيويورك.
ما هي الفوتونات المظلمة؟
الفوتونات المظلمة هي فرضية جديدةالجسيمات الأولية. يعتبرون حاملين لتفاعل أساسي جديد ، "وسيط" بين المادة العادية والمادة المظلمة. وفقًا للفرضية ، فإنها تتفاعل على وجه التحديد بفضل هذه الجسيمات.
وبالمثل ، فإن الفوتونات هي حاملة القوة لـالكهرومغناطيسية. ومع ذلك ، على عكس الفوتونات المظلمة ، يمكن أن يكون لها كتلة. على وجه الخصوص ، يعد الفوتون الداكن الخفيف - الذي تبلغ كتلته عشرين مرة فقط أصغر من كتلة الإلكترون - مرشحًا جيدًا لدور المادة المظلمة.
فكرة فنان عن حركة الفوتونات. الائتمان: روبرت كوس بيكر
أي جديدقوة من قوى الطبيعة تنشأ في إطار الامتداد النظري للنموذج القياسي وتتصرف مثل تفاعل كهرومغناطيسي. غالبًا ما يوجد في مثل هذه النماذج فوتون داكن غير مستقر أو غير صفري. يتحلل بسرعة إلى جسيمات أخرى ، مثل أزواج الإلكترون والبوزيترون. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الفوتون المظلم ، وفقًا للفرضية ، قادر على التفاعل مباشرة مع الجسيمات المعروفة ، مثل الإلكترونات أو الميونات. ولكن فقط إذا كانت هذه الجسيمات تحمل شحنة مرتبطة بالتفاعل الجديد أعلاه.
كيف ترتبط الفوتونات المظلمة بالشبكة الكونية؟
ومن المتوقع أيضًا أن تكون الفوتونات المظلمة والعاديةسوف تختلط مثل أنواع مختلفة من النيوترينوات. سيسمح ذلك بتحويلها إلى فوتونات منخفضة التردد. هم ، بدورهم ، سوف يقومون بتسخين الشبكة الكونية. ومع ذلك ، على عكس آليات التسخين الأخرى القائمة على العمليات الفيزيائية الفلكية ، مثل تكوين النجوم والرياح المجرية ، فإن هذه العملية أكثر انتشارًا وفعالية حتى في مناطق الفضاء ذات الكثافة المنخفضة.
عنصر مفقود
عادة، استخدم علماء الفيزياء الفلكية الخيوط الكونية،لاستكشاف الخصائص الصغيرة للمادة المظلمة. ومع ذلك، في الدراسة الجديدة، استخدم العلماء بيانات من الوسط بين المجرات ذو الانزياح الأحمر المنخفض كمسعر للسعرات الحرارية لأول مرة. الهدف هو اختبار ما إذا كانت جميع عمليات التسخين التي لاحظها علماء الفلك سابقًا كافية لإعادة إنتاج البيانات التي تم الحصول عليها في COS.
واحدة من أكبر مجموعات المجرات المعروفة ، RX J1347.5-1145 ، والتي يظهر مركزها هنا في "ثقب" مظلم في أرصاد ALMA. المصدر: ALMA، CC BY 4.0، via Wikimedia Commons
النظرية النسبية لأينشتاين تنص على ذلكالساعة الموجودة بالقرب من جسم كبير (مثل الأرض) ستعمل بشكل أبطأ من الساعة الموجودة بعيدًا، كما هو الحال في الفضاء. وقد تم تأكيد هذه الظاهرة، المعروفة باسم الانزياح الأحمر الجذبوي، من قبل الباحثين سابقًا.
في النهاية ، اكتشفوا أن الأمر ليس كذلك: هناك بعض العناصر المفقودة. لذلك ، اقترح العلماء أن كل شيء في الفوتونات المظلمة.
ما التالي؟
في دراسة جديدة ، حدد علماء الفيزياءالكتلة وخلط فوتون داكن مع فوتون من النموذج القياسي. من الضروري إزالة التناقضات بين الملاحظات والمحاكاة. في المستقبل ، ستؤدي هذه التجربة إلى مزيد من الدراسات النظرية والرصدية لاستكشاف احتمالية أن يكون الفوتون المظلم مادة مظلمة.
قراءة المزيد:
علماء من منطقة التربة الصقيعية: كيف يطورون ملابس ذكية ولقاح ضد السرطان
لقد "خدع" العلماء الزمن وأرسلوا فوتونًا إلى الماضي: كيف سيغير هذا الاختراق الفيزياء
10 حقائق علمية اتضح أنها مزيفة. البطاقات