Tumšā matērija var sastāvēt no ultraviegliem tumšiem fotoniem, kas ir sildījuši mūsu Visumu.Uz tādu
Kāda ir jaunās hipotēzes īpatnība?
Jaunās hipotēzes īpatnība ir tālieliski sakrīt ar kosmiskās izcelsmes spektrogrāfa (COS) novērojumiem uz Habla kosmiskā teleskopa. Viņš pēta "kosmisko tīklu", sarežģīto un reto pavedienu tīklu starp galaktikām, kas aizpilda kosmosu.
Kādus datus savāca spektrogrāfs?
Saskaņā ar COS apkopotajiem datiem, kosmiskie starpgalaktiskie pavedieni ir karstāki, nekā prognozēts standarta struktūras veidošanās modeļa hidrodinamiskajās simulācijās.
Kosmiskā tīkla divdimensiju projekcija, kas iegūta simulācijas rezultātā superdatorā.
Pateicība: Dr. Ēvalds Puhveins un Šervuda un relikviju sadarbība
Jo tumšie fotoni teorētiski varpārvēršas zemfrekvences fotonos un siltuma kosmiskās struktūrās, tās papildina jaunu eksperimentālu informāciju, skaidro pētījuma autori. To veica SISSA darbinieki sadarbībā ar pētniekiem no Telavivas, Notingemas un Ņujorkas universitātēm.
Kas ir tumšie fotoni?
Tumšie fotoni ir jauna hipotētiskaelementārdaļiņas. Tie tiek uzskatīti par jaunas fundamentālas mijiedarbības nesējiem, par "vidutāju" starp parasto un tumšo vielu. Saskaņā ar hipotēzi, tie mijiedarbojas tieši pateicoties šīm daļiņām.
Tāpat fotoni ir spēka nesējielektromagnētisms. Tomēr atšķirībā no tiem tumšajiem fotoniem var būt masa. Jo īpaši īpaši gaišais tumšais fotons, kura masa ir tikai par divdesmit kārtām mazāka par elektrona masu, ir labs kandidāts tumšās matērijas lomai.
Mākslinieka ideja par fotonu kustību. Kredīts: Robert Couse-Baker
Jebkurš jaunsdabas spēks, kas rodas Standarta modeļa teorētiskā paplašinājuma ietvaros un uzvedas kā elektromagnētiska mijiedarbība. Bieži šādos modeļos ir nestabils vai nulles masas tumšais fotons. Tas ātri sadalās citās daļiņās, piemēram, elektronu-pozitronu pāros. Turklāt tumšais fotons, saskaņā ar hipotēzi, spēj tieši mijiedarboties ar zināmām daļiņām, piemēram, elektroniem vai mioniem. Bet tikai tad, ja šīm daļiņām ir lādiņš, kas saistīts ar iepriekš minēto jauno mijiedarbību.
Kā tumšie fotoni ir saistīti ar kosmisko tīklu?
Paredzams arī, ka tumšie un parastie fotonisajauksies kā dažāda veida neitrīno. Tas ļaus tos pārvērst zemfrekvences fotonos. Tie savukārt sildīs kosmisko tīklu. Tomēr atšķirībā no citiem sildīšanas mehānismiem, kuru pamatā ir astrofiziskie procesi, piemēram, zvaigžņu veidošanās un galaktikas vēji, šis process ir izkliedētāks un efektīvāks pat zema blīvuma kosmosa reģionos.
trūkstošais elements
Parasti astrofiziķi izmantoja kosmiskos pavedienus,izpētīt tumšās vielas maza mēroga īpašības. Tomēr jaunajā pētījumā zinātnieki pirmo reizi kā kalorimetru izmantoja datus no starpgalaktiskās vides ar zemu sarkano nobīdi. Mērķis ir pārbaudīt, vai visi astronomu iepriekš novērotie karsēšanas procesi ir pietiekami, lai reproducētu COS iegūtos datus.
viena no masīvākajām zināmajām galaktiku kopām RX J1347.5–1145, kuras centrs ir redzams šeit tumšā "caurumā" ALMA novērojumos. Avots: ALMA, CC BY 4.0, izmantojot Wikimedia Commons
Einšteina relativitātes teorija apgalvo, kaPulkstenis, kas atrodas tuvāk lielam ķermenim (piemēram, Zemei), darbosies lēnāk nekā pulkstenis, kas atrodas tālāk, piemēram, kosmosā. Šo parādību, kas pazīstama kā gravitācijas sarkanā nobīde, pētnieki jau iepriekš ir apstiprinājuši.
Galu galā viņi atklāja, ka tas tā nav: trūkst kāda elementa. Tāpēc zinātnieki ir ierosinājuši, ka viss ir tumšos fotonos.
Kas tālāk?
Jaunā pētījumā fiziķi ir noteikušimasu un tumša fotona sajaukšanu ar standarta modeļa fotonu. Ir nepieciešams novērst neatbilstības starp novērojumiem un simulācijām. Nākotnē šis eksperiments novedīs pie turpmākiem teorētiskiem un novērojumiem, lai izpētītu iespēju, ka tumšais fotons var būt tumšā matērija.
Lasīt vairāk:
Zinātnieki no mūžīgā sasaluma zonas: kā viņi izstrādā gudras drēbes un pretvēža vakcīnu
Zinātnieki “krāpa” laiku un nosūtīja fotonu pagātnē: kā šis izrāviens mainīs fiziku
10 zinātniski fakti, kas izrādījās viltoti. Kartes