Temná hmota môže pozostávať z ultraľahkých tmavých fotónov, ktoré zahriali náš vesmír. Do tohto
V čom spočíva zvláštnosť novej hypotézy?
Zvláštnosťou novej hypotézy je, že todokonale súhlasí s pozorovaniami, ktoré urobil Cosmic Origin Spectrograph (COS) na palube Hubbleovho vesmírneho teleskopu. Študuje „kozmickú sieť“, zložitú a riedku sieť vlákien medzi galaxiami, ktorá vypĺňa vesmír.
Aké údaje zbieral spektrograf?
Kozmické medzigalaktické vlákna sú podľa údajov zhromaždených COS teplejšie, ako sa predpovedalo hydrodynamickými simuláciami modelu formovania štandardnej štruktúry.
Dvojrozmerná projekcia kozmickej siete získaná ako výsledok simulácie na superpočítači.
Poďakovanie: Dr. Ewald Puchwein a Sherwood-Relics Collaboration
Pretože temné fotóny teoreticky môžupremeniť na nízkofrekvenčné fotóny a tepelné kozmické štruktúry, dopĺňajú nové experimentálne informácie, vysvetľujú autori štúdie. Vykonali ho pracovníci SISSA v spolupráci s výskumníkmi z univerzít v Tel Avive, Nottinghame a New Yorku.
Čo sú tmavé fotóny?
Tmavé fotóny sú nové hypotetickéelementárne častice. Sú považovaní za nositeľov novej základnej interakcie, za „sprostredkovateľa“ medzi obyčajnou a temnou hmotou. Podľa hypotézy interagujú práve vďaka týmto časticiam.
Podobne fotóny sú nositeľmi sily preelektromagnetizmu. Na rozdiel od nich však môžu mať tmavé fotóny hmotnosť. Najmä ultraľahký tmavý fotón – s hmotnosťou len o dvadsať rádov menšou ako hmotnosť elektrónu – je dobrým kandidátom na úlohu tmavej hmoty.
Umelcova predstava o pohybe fotónov. Poďakovanie: Robert Couse-Baker
Akékoľvek novésila prírody, ktorá vzniká v rámci teoretického rozšírenia Štandardného modelu a správa sa ako elektromagnetická interakcia. V takýchto modeloch je často nestabilný alebo nenulový tmavý fotón. Rýchlo sa rozpadá na iné častice, ako sú elektrón-pozitrónové páry. Okrem toho je tmavý fotón podľa hypotézy schopný priamo interagovať so známymi časticami, ako sú elektróny alebo mióny. Ale iba ak tieto častice nesú náboj spojený s vyššie uvedenou novou interakciou.
Ako súvisia tmavé fotóny s kozmickou sieťou?
Očakáva sa tiež, že tmavé a obyčajné fotónysa budú miešať ako rôzne typy neutrín. To umožní ich premenu na nízkofrekvenčné fotóny. Tie zase budú ohrievať kozmickú sieť. Na rozdiel od iných vykurovacích mechanizmov založených na astrofyzikálnych procesoch, ako je tvorba hviezd a galaktické vetry, je však tento proces difúznejší a efektívnejší aj v oblastiach vesmíru s nízkou hustotou.
chýbajúci prvok
Astrofyzici zvyčajne používali kozmické vlákna,skúmať vlastnosti tmavej hmoty v malom meradle. V novej štúdii však vedci prvýkrát použili údaje z intergalaktického média s nízkym červeným posunom ako kalorimeter. Cieľom je otestovať, či všetky procesy zahrievania, ktoré astronómovia predtým pozorovali, sú dostatočné na reprodukciu údajov získaných na COS.
jedna z najhmotnejších známych kôp galaxií, RX J1347.5–1145, ktorej stred je tu viditeľný v tmavej „diere“ pri pozorovaniach ALMA. Zdroj: ALMA, CC BY 4.0, cez Wikimedia Commons
Tvrdí to Einsteinova teória relativityHodiny umiestnené bližšie k veľkému telesu (napríklad k Zemi) budú bežať pomalšie ako hodiny umiestnené ďalej, napríklad vo vesmíre. Tento jav, známy ako gravitačný červený posun, už výskumníci potvrdili.
Nakoniec zistili, že to tak nie je: chýba nejaký prvok. Preto vedci navrhli, že celá vec je v tmavých fotónoch.
Čo bude ďalej?
V novej štúdii fyzici určilihmoty a zmiešanie tmavého fotónu s fotónom Štandardného modelu. Je potrebné odstrániť nezrovnalosti medzi pozorovaniami a simuláciami. V budúcnosti tento experiment povedie k ďalším teoretickým a pozorovacím štúdiám s cieľom preskúmať možnosť, že tmavý fotón môže predstavovať temnú hmotu.
Čítaj viac:
Vedci zo zóny permafrostu: ako vyvíjajú inteligentné oblečenie a vakcínu proti rakovine
Vedci „podviedli“ čas a poslali fotón do minulosti: ako tento prielom zmení fyziku
10 vedeckých faktov, ktoré sa ukázali ako falošné. karty