Tamsiąją medžiagą gali sudaryti itin šviesūs tamsūs fotonai, kurie įkaitino mūsų Visatą. Šiam
Koks yra naujosios hipotezės ypatumas?
Naujosios hipotezės ypatumas yra taspuikiai sutampa su kosminės kilmės spektrografo (COS) stebėjimais Hablo kosminiame teleskope. Jis tyrinėja „kosminį tinklą“, sudėtingą ir negausų gijų tinklą tarp galaktikų, užpildantį kosmosą.
Kokius duomenis surinko spektrografas?
Remiantis COS surinktais duomenimis, kosminės tarpgalaktinės gijos yra karštesnės, nei prognozuota pagal standartinio struktūrų formavimo modelio hidrodinaminį modeliavimą.
Dvimatė kosminio tinklo projekcija, gauta imituojant superkompiuterį.
Autoriai: Dr. Ewald Puchwein ir Sherwood-Relics Collaboration
Kadangi tamsūs fotonai teoriškai galipaversti žemo dažnio fotonais ir šiluminėmis kosminėmis struktūromis, jie papildo naują eksperimentinę informaciją, aiškina tyrimo autoriai. Jį atliko SISSA darbuotojai, bendradarbiaudami su Tel Avivo, Notingemo ir Niujorko universitetų tyrėjais.
Kas yra tamsieji fotonai?
Tamsūs fotonai yra nauja hipotetinėelementariosios dalelės. Jie laikomi naujos fundamentalios sąveikos nešėjais, „tarpininku“ tarp įprastos ir tamsiosios materijos. Remiantis hipoteze, jie sąveikauja būtent šių dalelių dėka.
Panašiai fotonai yra jėgos nešėjaielektromagnetizmas. Tačiau, skirtingai nei jie, tamsūs fotonai gali turėti masę. Visų pirma, ypač šviesus tamsusis fotonas, kurio masė tik dvidešimt kartų mažesnė už elektrono masę, yra geras kandidatas į tamsiosios medžiagos vaidmenį.
Menininko idėja apie fotonų judėjimą. Kreditas: Robert Couse-Baker
Bet koks naujasgamtos jėga, atsirandanti Standartinio modelio teorinio išplėtimo rėmuose ir veikianti kaip elektromagnetinė sąveika. Dažnai tokiuose modeliuose yra nestabilus arba nulinės masės tamsus fotonas. Jis greitai skyla į kitas daleles, pavyzdžiui, elektronų ir pozitronų poras. Be to, tamsusis fotonas, remiantis hipoteze, gali tiesiogiai sąveikauti su žinomomis dalelėmis, tokiomis kaip elektronai ar miuonai. Bet tik tuo atveju, jei šios dalelės turi krūvį, susijusį su aukščiau minėta nauja sąveika.
Kaip tamsieji fotonai yra susiję su kosminiu tinklu?
Taip pat tikimasi, kad tamsūs ir įprasti fotonaimaišysis kaip skirtingų tipų neutrinai. Tai leis juos paversti žemo dažnio fotonais. Jie savo ruožtu šildys kosminį tinklą. Tačiau skirtingai nuo kitų šildymo mechanizmų, pagrįstų astrofiziniais procesais, tokiais kaip žvaigždžių formavimasis ir galaktikos vėjai, šis procesas yra labiau išsklaidytas ir efektyvesnis net mažo tankio erdvės regionuose.
trūkstamo elemento
Paprastai astrofizikai naudojo kosminius siūlus,ištirti nedidelio masto tamsiosios medžiagos savybes. Tačiau naujajame tyrime mokslininkai pirmą kartą panaudojo duomenis iš mažo raudonojo poslinkio tarpgalaktinės terpės kaip kalorimetrą. Tikslas yra patikrinti, ar visų anksčiau astronomų stebėtų šildymo procesų pakanka COS gautiems duomenims atkurti.
vienas masyviausių žinomų galaktikų spiečių RX J1347.5–1145, kurio centras čia matomas tamsioje ALMA stebėjimų „skylėje“. Šaltinis: ALMA, CC BY 4.0, per Wikimedia Commons
Einšteino reliatyvumo teorija teigia, kadLaikrodis, esantis arčiau didelio kūno (pvz., Žemės), veiks lėčiau nei laikrodis, esantis toliau, pavyzdžiui, kosmose. Šį reiškinį, vadinamą gravitaciniu raudonuoju poslinkiu, anksčiau patvirtino mokslininkai.
Galiausiai jie išsiaiškino, kad taip nėra: trūksta kažkokio elemento. Todėl mokslininkai teigia, kad visa tai yra tamsiuose fotonuose.
Kas toliau?
Naujame tyrime fizikai nustatėmasę ir tamsaus fotono sumaišymą su standartinio modelio fotonu. Būtina pašalinti stebėjimų ir modeliavimo neatitikimus. Ateityje šis eksperimentas paskatins tolesnius teorinius ir stebėjimo tyrimus, siekiant ištirti galimybę, kad tamsusis fotonas gali sudaryti tamsiąją medžiagą.
Skaityti daugiau:
Mokslininkai iš amžinojo įšalo zonos: kaip jie kuria išmaniuosius drabužius ir vakciną nuo vėžio
Mokslininkai „apgavo“ laiką ir nusiuntė fotoną į praeitį: kaip šis proveržis pakeis fiziką
10 mokslinių faktų, kurie pasirodė esą padirbti. Kortelės