De kosmische webImage: V. Springel, Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching bei München
Natuurkundigen weten niet waar het meeste van het universum is duidelijk mis is gegaan, en pogingen om het te vinden hebben tot nu toe mislukt. Maar een voorgestelde deeltje geboren uit het universum de chaotische eerste momenten kan een kandidaat en een redelijke manier is om het te zoeken.
Dit voorstel suggereert dat donkere materie gevormd voor de Big Bang, maar in het jargon-y, natuurkundige zin van het woord—het hypothetische deeltje niet dateren van vóór het universum zelf. In plaats daarvan, wat spannend is, is dat deze (relatief eenvoudige) donkere materie theorie is compatibel met de decennia van tests beperkt wat donkere materie zou er eigenlijk uitzien, evenals met het huidige begrip van het universum. Nog belangrijker, dit is de theorie te toetsen.
De kandidaat-deeltje bladeren “een unieke opdruk op de grote schaal structuur van het heelal, dat is, over de verdeling van sterrenstelsels en clusters,” studie auteur Tommi Tenkanen van de Johns Hopkins University vertelde Gizmodo in een e-mail. “Dit maakt de hypothese te toetsen met astronomische waarnemingen in de nabije toekomst.”
Kunt u lezen in onze primer op de staat van donkere materie hier, maar in principe, voor astronomische waarnemingen van verre sterrenstelsels en de universe-structuur impliceert dat er een zekere bron van zwaartekracht doordringt het universum dat de experimenten niet direct kunnen waarnemen. Deze zwaartekracht bron, is veel belangrijker dan de materie dat van de Aarde en al van het universum, sterren en sterrenstelsels. Wetenschappers noemen dit spul donkere materie, hoewel vandaag de donkere materie kandidaten zijn niet zo donker als ze zijn transparant. Deeltje botsers en detectoren diep in de grond begraven hebben geen doorslaggevend bewijs voor donkere materie kandidaten, de meest populaire van die geroepen zijn, de WATJES, of Zwak-Interacting Massive Particles.
Tenkanen in plaats daarvan een theorie dat dingen genoemd scalaire deeltjes gevormd als het heelal was snel opblazen tijdens de eerste fractie van een seconde niet voor het begin van het heelal, maar vlak voor de start van het tijdperk dat sommige natuurkundigen noemen de “Big-Bang tijdperk” die optreedt na de inflatie. Tijdens deze inflatoire periode, velden scalaire velden zou hebben gevuld van het universum, en als de inflatie zelf was niet uniform is, misschien hebben ingevoerd schommelingen op de veld. Deze gebondenheid aan schommelingen komen overeen met enorme scalaire deeltjes die alleen kan interageren met materie door zwaartekracht en zou bestaan nog steeds, volgens de theorie. Watjes, in tegenstelling tot deze scalaire deeltjes, zou zijn gevormd na de inflatie-tijdperk voorbij was.
Dit klinkt waarschijnlijk hetzelfde als elke andere donkere materie kandidaat je hebt gelezen over—het is een deeltje dat we nog niet ontdekt, maar toch. Maar haar elegantie en is in de details, in de zin dat dit deeltje past binnen de bestaande beperkingen van de wat donkere materie kan en niet kan worden gebaseerd op experimenten en observaties van de meest verre zichtbaar licht, genaamd de kosmische microgolf achtergrond. Plus, het werd ontwikkeld met behulp van vergelijkbare wiskundige tools voor degenen die gelden voor het Higgs-boson, een ander deeltje dat komt overeen met een scalaire veld.
Deze theorie is een van een aantal van de ideeën, volgens Tenkanen ‘ s paper, gepubliceerd in Physical Review Letters. Echter, uit dit document blijkt, voor de eerste keer, dat een theorie als deze kan werken zonder conflict met de kosmische microgolf achtergrond gegevens.
En dat is allemaal spannend. “Wat is er zo verfrissend over deze nieuwste papier is dat het mogelijk is om samen een model van donkere materie, dat is minder afhankelijk van grondig geteste hypothetische ideeën, die nog steeds voldoet aan veel van de observationele beperkingen moeten we donkere materie te ontmoeten,” David Kaiser, hoogleraar natuurkunde aan het MIT, vertelde Gizmodo.
Het papier zelf is geen ontdekking, natuurlijk; het is slechts een theorie, die meer of minder van de natuurkundige term voor een wiskundig consistente hypothese. Maar het biedt ook een handtekening voor astronomen om te zoeken in de lucht die zouden kunnen vervalsen van de hypothese. “Het model dat hier wordt voorgesteld is interessant, voor mij, vooral als het is getest,” Priyamvada Natarajan Yale-professor in de astronomie en de astrofysica, vertelde Gizmodo. Als donkere materie in wisselwerking te sterk met zichzelf, dan is de theorie niet werkt. Het voorspelt ook een aantal kleine wijzigingen in de universe-structuur die zou verschijnen in de komende telescopen.
Tenkanen voorspelt dat de Euclid donkere materie-mapping satelliet zou kunnen zijn om enkele van deze antwoorden wanneer het van start in 2022.
Deel Dit Verhaal