Kokoelmat

Uusi tutkimus paljastaa, että pimeät aineet saattavat olla saalistaneet alkuräjähdyksen

Uusi tutkimus paljastaa, että pimeät aineet saattavat olla saalistaneet alkuräjähdyksen

On yleisesti tiedossa, että pimeä aine muodostaa noin 80% maailmankaikkeuden massasta, mutta mitä ei tiedetä, on tarkalleen mitä se on tai miten se syntyi. Nyt mysteeriään täydentävä uusi tutkimus paljastaa, että vaikeasti ymmärrettävä asia on voinut olla olemassa ennen Isoa Bangta.

Uusi yhteys hiukkasfysiikan ja tähtitieteen välillä

"Tutkimus paljasti uuden yhteyden hiukkasfysiikan ja tähtitieteen välillä. Jos pimeä aine koostuu uusista hiukkasista, jotka ovat syntyneet ennen Suurta Bangta, ne vaikuttavat tapaan, jolla galaksit jakautuvat taivaalla ainutlaatuisella tavalla. Tätä yhteyttä voidaan käyttää paljastamaan heidän identiteettinsä ja tehdä johtopäätöksiä myös ennen suurta räjähdystä ", sanoi Tommi Tenkanen, Johns Hopkinsin yliopiston fysiikan ja tähtitieteen tutkijatohtori ja tutkimuksen kirjoittaja.

LIITTYVÄT: ASTRONOMIT OTAVAT FOSSIILISUOJAN SUURESTA PAIKASTA

Pimeää ainetta on vaikea ymmärtää, koska se ei ole suoraan havaittavissa. Sen läsnäolo tunnetaan pikemminkin sen gravitaatiovaikutusten perusteella, kuinka näkyvä aine liikkuu ja jakautuu avaruudessa.

Nyt uudet havainnot ovat suoraan vastoin pitkään vallinnyttä uskoa, että pimeän aineen on oltava jäännösainetta Suuresta Bangista.

"Jos pimeä aine olisi todella jäännös Suuresta Bangista, niin monissa tapauksissa tutkijoiden olisi pitänyt nähdä suora signaali pimeästä aineesta jo hiukkasfysiikan kokeissa", Tenkanen sanoi.

Yksinkertainen matemaattinen kehys

Uudessa tutkimuksessa käytetään yksinkertaista matemaattista kehystä havainnollistaakseen, että pimeää ainetta on saatettu tuottaa ennen Suurta Bangta. Tarkemmin sanottuna se olisi syntynyt aikakaudella, joka tunnetaan nimellä kosminen inflaatio, jolloin avaruus laajeni hyvin nopeasti. Tämän laajenemisen uskotaan johtavan tietyntyyppisten hiukkasten, nimeltään skalaarit, kuten Higgsin bosonin, käyttöön.

"Emme tiedä mikä pimeä aine on, mutta jos sillä on mitään tekemistä minkä tahansa skalaarihiukkasten kanssa, se voi olla vanhempaa kuin Big Bang. Ehdotetun matemaattisen skenaarion mukaan meidän ei tarvitse olettaa uudenlaisia ​​vuorovaikutuksia näkyvien ja painovoiman ylittävä pimeä aine, jonka tiedämme jo olevan ", Tenkanen selitti.

Vaikka ajatus siitä, että pimeä aine on saattanut olla aikaisempi kuin iso räjähdys, ei ole uusi, ideaa ei ole toistaiseksi tuettu laskelmilla. Tenkanen sanoo, että tämä johtuu siitä, että tutkijat ovat jättäneet huomiotta mahdollisimman yksinkertaisen matemaattisen skenaarion pimeän aineen alkuperälle.

Hänen uusi menetelmä tarjoaa paitsi vilauksen kyseiseen skenaarioon, se voi myös johtaa uuteen tapaan testata pimeän aineen alkuperää tarkkailemalla pimeän aineen jättämiä allekirjoituksia aineen jakautumisessa maailmankaikkeudessa.

"Vaikka tämän tyyppinen pimeä aine on liian vaikeasti löydettävissä hiukkaskokeista, se voi paljastaa läsnäolonsa tähtitieteellisissä havainnoissa. Saamme pian tietää enemmän pimeän aineen alkuperästä, kun Euclid-satelliitti laukaistaan ​​vuonna 2022. Se tulee olemaan erittäin mielenkiintoista nähdä, mitä se paljastaa pimeästä aineesta ja voidaanko sen havaintojen avulla kurkistaa aikoihin, jotka edeltävät Suurta Bangta. "

Tutkimus on julkaistu Fyysiset tarkastelukirjeet.


Katso video: Ursan esitelmä: Kari Rummukainen Gravitaatioaallot (Marraskuu 2021).