Mørk materie kan bestå av ultralette mørke fotoner som har varmet opp universet vårt. Til dette
Hva er det særegne ved den nye hypotesen?
Det særegne ved den nye hypotesen er at denstemmer perfekt med observasjoner gjort av Cosmic Origin Spectrograph (COS) ombord på Hubble-romteleskopet. Han studerer det «kosmiske nettet», det komplekse og sparsomme nettet av filamenter mellom galakser som fyller kosmos.
Hvilke data samlet spektrografen inn?
Kosmiske intergalaktiske filamenter er varmere enn forutsagt av hydrodynamiske simuleringer av Standard Structure Formation Model, ifølge data samlet inn av COS.
En todimensjonal projeksjon av det kosmiske nettet, oppnådd som et resultat av simulering på en superdatamaskin.
Kreditt: Dr. Ewald Puchwein and the Sherwood-Relics Collaboration
Fordi mørke fotoner teoretisk kanbli omdannet til lavfrekvente fotoner og varme kosmiske strukturer, de utfyller ny eksperimentell informasjon, forklarer forfatterne av studien. Den ble utført av SISSA-ansatte i samarbeid med forskere fra Tel Aviv, Nottingham og New York Universities.
Hva er mørke fotoner?
Mørke fotoner er nye hypotetiskeelementærpartikler. De betraktes som bærere av en ny fundamental interaksjon, en «formidler» mellom vanlig og mørk materie. I følge hypotesen samhandler de nettopp takket være disse partiklene.
Tilsvarende er fotoner bærere av kraft forelektromagnetisme. Imidlertid, i motsetning til dem, kan mørke fotoner ha masse. Spesielt er det ultralette mørke fotonet - med en masse bare tjue størrelsesordener mindre enn massen til et elektron - en god kandidat for rollen som mørk materie.
En kunstners idé om bevegelsen til fotoner. Kreditt: Robert Couse-Baker
Noe nytten naturkraft som oppstår innenfor rammen av en teoretisk utvidelse av Standardmodellen og oppfører seg som en elektromagnetisk interaksjon. Ofte i slike modeller er det et ustabilt eller ikke-null masse mørkt foton. Det forfaller raskt til andre partikler, for eksempel elektron-positron-par. I tillegg er det mørke fotonet, ifølge hypotesen, i stand til å samhandle direkte med kjente partikler, som elektroner eller myoner. Men bare hvis disse partiklene har en ladning assosiert med den nye interaksjonen ovenfor.
Hvordan er mørke fotoner relatert til det kosmiske nettet?
Det forventes også at mørke og vanlige fotonervil blande seg som forskjellige typer nøytrinoer. Dette vil tillate dem å bli konvertert til lavfrekvente fotoner. De vil på sin side varme opp det kosmiske nettet. Men i motsetning til andre oppvarmingsmekanismer basert på astrofysiske prosesser, som stjernedannelse og galaktiske vinder, er denne prosessen mer diffus og effektiv selv i områder med lav tetthet.
manglende element
Vanligvis brukte astrofysikere kosmiske tråder,å utforske småskalaegenskapene til mørk materie. I den nye studien brukte imidlertid forskere data fra det intergalaktiske mediet med lavt rødskifte som et kalorimeter for første gang. Målet er å teste om alle oppvarmingsprosessene som astronomer tidligere har observert er tilstrekkelige til å reprodusere dataene innhentet ved COS.
en av de mest massive galaksehopene som er kjent, RX J1347.5–1145, hvis sentrum er synlig her i et mørkt "hull" i ALMA-observasjoner. Kilde: ALMA, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons
Einsteins relativitetsteori sier detEn klokke som befinner seg nærmere en stor kropp (som Jorden) vil løpe saktere enn en klokke som ligger lenger unna, for eksempel i verdensrommet. Dette fenomenet, kjent som gravitasjonsrødforskyvning, har tidligere blitt bekreftet av forskere.
Til slutt oppdaget de at dette ikke er tilfelle: det mangler et element. Derfor har forskere antydet at det hele er i mørke fotoner.
Hva er neste?
I en ny studie har fysikere bestemtmasse og blanding av et mørkt foton med et foton av standardmodellen. Det er nødvendig å eliminere inkonsistens mellom observasjoner og simuleringer. I fremtiden vil dette eksperimentet føre til ytterligere teoretiske og observasjonsstudier for å utforske muligheten for at et mørkt foton kan utgjøre mørk materie.
Les mer:
Forskere fra permafrostsonen: hvordan de utvikler smarte klær og en kreftvaksine
Forskere "jukset" tiden og sendte et foton inn i fortiden: hvordan dette gjennombruddet vil endre fysikken
10 vitenskapelige fakta som viste seg å være falske. Kort