Η σκοτεινή ύλη μπορεί να αποτελείται από εξαιρετικά φωτεινά σκοτεινά φωτόνια που έχουν θερμάνει το σύμπαν μας.Σε μια τέτοια
Ποια είναι η ιδιαιτερότητα της νέας υπόθεσης;
Η ιδιαιτερότητα της νέας υπόθεσης είναι ότισυμφωνεί απόλυτα με τις παρατηρήσεις που έγιναν από το Κοσμικό Φασματογράφο Προέλευσης (COS) στο διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Μελετά τον «κοσμικό ιστό», τον πολύπλοκο και αραιό ιστό των νημάτων μεταξύ των γαλαξιών που γεμίζει το σύμπαν.
Τι δεδομένα συνέλεξε ο φασματογράφος;
Τα κοσμικά διαγαλαξιακά νήματα είναι θερμότερα από ό,τι προβλέπεται από τις υδροδυναμικές προσομοιώσεις του Τυπικού Μοντέλου Σχηματισμού Δομής, σύμφωνα με δεδομένα που συλλέγονται από το COS.
Μια δισδιάστατη προβολή του κοσμικού ιστού, που προέκυψε ως αποτέλεσμα προσομοίωσης σε υπερυπολογιστή.
Πιστοποίηση: Ο Δρ. Ewald Puchwein και η Συνεργασία Sherwood-Relics
Επειδή τα σκοτεινά φωτόνια μπορούν θεωρητικάνα μετατραπούν σε φωτόνια χαμηλής συχνότητας και θερμικές κοσμικές δομές, συμπληρώνουν νέες πειραματικές πληροφορίες, εξηγούν οι συγγραφείς της μελέτης. Διεξήχθη από το προσωπικό της SISSA σε συνεργασία με ερευνητές από τα Πανεπιστήμια του Τελ Αβίβ, του Νότιγχαμ και της Νέας Υόρκης.
Τι είναι τα σκοτεινά φωτόνια;
Τα σκοτεινά φωτόνια είναι νέα υποθετικάστοιχειώδη σωματίδια. Θεωρούνται φορείς μιας νέας θεμελιώδους αλληλεπίδρασης, ενός «μεσολαβητή» μεταξύ της συνηθισμένης και της σκοτεινής ύλης. Σύμφωνα με την υπόθεση, αλληλεπιδρούν ακριβώς χάρη σε αυτά τα σωματίδια.
Ομοίως, τα φωτόνια είναι οι φορείς της δύναμης γιαηλεκτρομαγνητισμός. Ωστόσο, σε αντίθεση με αυτά, τα σκοτεινά φωτόνια μπορούν να έχουν μάζα. Συγκεκριμένα, το υπερελαφρύ σκοτεινό φωτόνιο -με μάζα μόνο είκοσι τάξεις μεγέθους μικρότερη από τη μάζα ενός ηλεκτρονίου- είναι καλός υποψήφιος για το ρόλο της σκοτεινής ύλης.
Η ιδέα ενός καλλιτέχνη για την κίνηση των φωτονίων. Πραγματοποίηση: Robert Couse-Baker
Οποιοδήποτε νέομια δύναμη της φύσης που προκύπτει στο πλαίσιο μιας θεωρητικής επέκτασης του Καθιερωμένου Μοντέλου και συμπεριφέρεται σαν ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση. Συχνά σε τέτοια μοντέλα υπάρχει ένα ασταθές ή μη μηδενικής μάζας σκοτεινό φωτόνιο. Διασπάται γρήγορα σε άλλα σωματίδια, όπως ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων. Επιπλέον, το σκοτεινό φωτόνιο, σύμφωνα με την υπόθεση, είναι σε θέση να αλληλεπιδρά άμεσα με γνωστά σωματίδια, όπως ηλεκτρόνια ή μιόνια. Αλλά μόνο εάν αυτά τα σωματίδια φέρουν φορτίο που σχετίζεται με την παραπάνω νέα αλληλεπίδραση.
Πώς σχετίζονται τα σκοτεινά φωτόνια με τον κοσμικό ιστό;
Αναμένεται επίσης ότι τα σκοτεινά και συνηθισμένα φωτόνιαθα αναμειχθεί σαν διαφορετικοί τύποι νετρίνων. Αυτό θα τους επιτρέψει να μετατραπούν σε φωτόνια χαμηλής συχνότητας. Αυτοί, με τη σειρά τους, θα θερμάνουν τον κοσμικό ιστό. Ωστόσο, σε αντίθεση με άλλους μηχανισμούς θέρμανσης που βασίζονται σε αστροφυσικές διεργασίες, όπως ο σχηματισμός άστρων και οι γαλαξιακές άνεμοι, αυτή η διαδικασία είναι πιο διάχυτη και αποτελεσματική ακόμη και σε περιοχές του διαστήματος με χαμηλή πυκνότητα.
στοιχείο που λείπει
Συνήθως, οι αστροφυσικοί χρησιμοποιούσαν κοσμικά νήματα,να εξερευνήσουν τις ιδιότητες μικρής κλίμακας της σκοτεινής ύλης. Ωστόσο, στη νέα μελέτη, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν δεδομένα από το διαγαλαξιακό μέσο χαμηλής μετατόπισης του κόκκινου ως θερμιδόμετρο για πρώτη φορά. Ο στόχος είναι να ελεγχθεί εάν όλες οι διαδικασίες θέρμανσης που έχουν παρατηρήσει προηγουμένως οι αστρονόμοι είναι επαρκείς για την αναπαραγωγή των δεδομένων που ελήφθησαν στο COS.
ένα από τα πιο ογκώδη σμήνη γαλαξιών που είναι γνωστά, ο RX J1347.5–1145, του οποίου το κέντρο είναι ορατό εδώ σε μια σκοτεινή «τρύπα» στις παρατηρήσεις ALMA. Πηγή: ALMA, CC BY 4.0, μέσω Wikimedia Commons
Η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν δηλώνει ότιΈνα ρολόι που βρίσκεται πιο κοντά σε ένα μεγάλο σώμα (όπως η Γη) θα τρέχει πιο αργά από ένα ρολόι που βρίσκεται πιο μακριά, όπως στο διάστημα. Αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως βαρυτική ερυθρή μετατόπιση, έχει επιβεβαιωθεί στο παρελθόν από ερευνητές.
Στο τέλος, ανακάλυψαν ότι δεν είναι έτσι: υπάρχει κάποιο στοιχείο που λείπει. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες έχουν προτείνει ότι το όλο θέμα βρίσκεται σε σκοτεινά φωτόνια.
Τι άλλο;
Σε μια νέα μελέτη, οι φυσικοί έχουν καθορίσειμάζα και ανάμειξη ενός σκοτεινού φωτονίου με ένα φωτόνιο του Καθιερωμένου Μοντέλου. Είναι απαραίτητο να εξαλειφθούν οι ασυνέπειες μεταξύ των παρατηρήσεων και των προσομοιώσεων. Στο μέλλον, αυτό το πείραμα θα οδηγήσει σε περαιτέρω θεωρητικές και παρατηρητικές μελέτες για τη διερεύνηση της πιθανότητας ότι ένα σκοτεινό φωτόνιο μπορεί να αποτελεί σκοτεινή ύλη.
Διαβάστε περισσότερα:
Επιστήμονες από τη ζώνη του μόνιμου παγετού: πώς αναπτύσσουν έξυπνα ρούχα και εμβόλιο κατά του καρκίνου
Οι επιστήμονες «εξαπάτησαν» τον χρόνο και έστειλαν ένα φωτόνιο στο παρελθόν: πώς αυτή η ανακάλυψη θα αλλάξει τη φυσική
10 επιστημονικά στοιχεία που αποδείχτηκαν πλαστά. Καρτέλλες