Mørkt stof kan bestå af ultralette mørke fotoner, der har opvarmet vores univers. Til dette
Hvad er det særlige ved den nye hypotese?
Det særlige ved den nye hypotese er, at detstemmer perfekt overens med observationer foretaget af Cosmic Origin Spectrograph (COS) ombord på Hubble-rumteleskopet. Han studerer det "kosmiske net", det komplekse og sparsomme net af filamenter mellem galakser, der fylder kosmos.
Hvilke data indsamlede spektrografen?
Kosmiske intergalaktiske filamenter er varmere end forudsagt af hydrodynamiske simuleringer af Standard Structure Formation Model, ifølge data indsamlet af COS.
En todimensionel projektion af det kosmiske web, opnået som et resultat af simulering på en supercomputer.
Kredit: Dr. Ewald Puchwein and the Sherwood-Relics Collaboration
Fordi mørke fotoner teoretisk kanblive omdannet til lavfrekvente fotoner og varme kosmiske strukturer, de supplerer ny eksperimentel information, forklarer forfatterne af undersøgelsen. Det blev udført af SISSA-medarbejdere i samarbejde med forskere fra Tel Aviv, Nottingham og New York Universiteter.
Hvad er mørke fotoner?
Mørke fotoner er nye hypotetiskeelementære partikler. De betragtes som bærere af en ny fundamental interaktion, en "mægler" mellem almindeligt og mørkt stof. Ifølge hypotesen interagerer de netop takket være disse partikler.
Tilsvarende er fotoner bærere af kraft forelektromagnetisme. Men i modsætning til dem kan mørke fotoner have masse. Især den ultralette mørke foton - med en masse kun tyve størrelsesordener mindre end massen af en elektron - er en god kandidat til rollen som mørkt stof.
En kunstners idé om fotonernes bevægelse. Kredit: Robert Couse-Baker
Nogle nyeen naturkraft, der opstår inden for rammerne af en teoretisk udvidelse af Standardmodellen og opfører sig som en elektromagnetisk vekselvirkning. Ofte i sådanne modeller er der en ustabil eller ikke-nul masse mørk foton. Det henfalder hurtigt til andre partikler, såsom elektron-positron-par. Derudover er den mørke foton ifølge hypotesen i stand til at interagere direkte med kendte partikler, såsom elektroner eller myoner. Men kun hvis disse partikler bærer en ladning forbundet med ovenstående nye interaktion.
Hvordan er mørke fotoner relateret til det kosmiske web?
Det forventes også, at mørke og almindelige fotonervil blande sig som forskellige typer neutrinoer. Dette vil tillade dem at blive omdannet til lavfrekvente fotoner. De vil til gengæld opvarme det kosmiske web. Men i modsætning til andre opvarmningsmekanismer baseret på astrofysiske processer, såsom stjernedannelse og galaktiske vinde, er denne proces mere diffus og effektiv selv i områder af rummet med lav tæthed.
manglende element
Typisk brugte astrofysikere kosmiske tråde,at udforske mørkt stofs egenskaber i lille skala. Men i den nye undersøgelse brugte forskere data fra det intergalaktiske medium med lavt rødforskydning som et kalorimeter for første gang. Målet er at teste, om alle de opvarmningsprocesser, som astronomer tidligere har observeret, er tilstrækkelige til at gengive de data, der er opnået ved COS.
en af de mest massive galaksehobe kendt, RX J1347.5–1145, hvis centrum er synligt her i et mørkt "hul" i ALMA-observationer. Kilde: ALMA, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons
Einsteins relativitetsteori siger detEt ur placeret tættere på et stort legeme (såsom Jorden) vil løbe langsommere end et ur placeret længere væk, såsom i rummet. Dette fænomen, kendt som gravitationel rødforskydning, er tidligere blevet bekræftet af forskere.
Til sidst opdagede de, at det ikke er tilfældet: der mangler et eller andet element. Derfor har videnskabsmænd foreslået, at det hele er i mørke fotoner.
Hvad er næste?
I en ny undersøgelse har fysikere fastslåetmasse og blanding af en mørk foton med en foton af standardmodellen. Det er nødvendigt at eliminere uoverensstemmelser mellem observationer og simuleringer. I fremtiden vil dette eksperiment føre til yderligere teoretiske og observationsstudier for at udforske muligheden for, at en mørk foton kan udgøre mørkt stof.
Læs mere:
Forskere fra permafrostzonen: hvordan de udvikler smart tøj og en kræftvaccine
Forskere "snydede" tiden og sendte en foton ind i fortiden: hvordan dette gennembrud vil ændre fysikken
10 videnskabelige fakta, der viste sig at være falske. Kort