Standardmodellen av kosmologin säger oss att bara 4,9% av Universum består av vanlig materia (från vad vi kan se), medan resten av 26.8% mörk materia och 68,3% av mörk energi. Som namnet antyder dessa begrepp, som vi inte kan se dem, så deras existens måste härledas från teoretiska modeller, observationer av storskalig struktur i Universum och den uppenbara gravitationella effekter som visas på synlig materia.
Eftersom detta talar för första gången, den brist på antaganden om vad det är som partiklar av mörk materia, var naturligtvis inte. För inte så länge sedan många forskare trodde att mörk materia består av svagt interagerande tunga partiklar (vinow, MES), vilket är ca 100 protoner, men neutriner växelverkar. Men alla försök att hitta mesig genom experiment på partikelacceleratorer att något inte leda. Så vetenskapsmän började sortera ut möjliga alternativ till den sammansättning av mörk materia.
Moderna kosmologiska modeller tenderar att anta att massan av mörk materia som ligger i intervallet 100 GeV (GeV), vilket motsvarar gränserna för den stora massan av många andra partiklar som samverkar via den svaga kärnkraften. Existensen av sådana partiklar skulle motsvara den supersymmetriska förlängning av standardmodellen för partikelfysik. Dessutom är det troligt att sådana partiklar måste vara född i den varma, täta, tidiga Universum, med en massa tätheten av materia, som har förblivit oförändrad i dag.
Men den nuvarande experiment för att identifiera vinov finns inga konkreta bevis för existensen av sådana partiklar. Bland dem var det sök för förintelse produkter av wirrow (gammastrålning, neutriner och kosmisk strålning) i närliggande galaxer och kluster, samt experiment på direkt detektion av partiklar med hjälp av supercolliders som en TANK.
Av supersymmetri, mesig förinta varandra, att skapa en kaskad av partiklar och strålning, inklusive gamma strålar av energi medium
Ingenting hittades, som många forskare har valt att avvika från den paradigm av WIMP: s och söka efter mörk materia någon annanstans. En sådan grupp, kosmologer CERN och CP3-Ursprung i Danmark har nyligen publicerat en studie som visar att mörk materia kan vara mycket tyngre och mer svagt växelverkande än man tidigare trott.
En av medlemmarna i forskargruppen CP-Ursprung 3, Dr Mccallan Sandora, beskrivs de insatser för sitt lag:
“Vi kan ännu inte utesluta möjligheten av vinov, men varje år har vi misstänker att fler och fler än inte sett något. Dessutom är den vanliga svaga skala fysik lider av problemet hierarki. Det är oklart varför alla kända partiklar som är så lätt, speciellt om man ser till den naturliga skalan av gravitation, Planck skala är ca 1019 GeV. Så om mörk materia var närmare Planck skala, skulle det inte påverka problemet med hierarki, och detta skulle även förklara varför har vi inte sett signaturer i samband med Minami”.
Med hjälp av den nya modellen, som de kallar den Planck interagera mörk materia (PIDM), forskare undersöker den övre gränsen på massan av mörk materia. Medan mesig lagt en hel del av mörk materia vid den övre gränsen av electroweak skala, den danska studien grupp av Martius Garni, Mccallan Sandora Slot och Martin föreslog att en partikel med massan, som är i en helt annan naturlig skala — Planck.
På en skala från ett Planck-enheten för massa som motsvarar 2,17645 x 10-8 pund — om mikrogram, eller 1019 gånger massan av en proton. Vid denna vikt, varje PIDM, i själva verket, så tung, hur tungt det kan vara partikel innan det blir en miniatyr svart hål. Gruppen föreslog också att PIDM dessa partiklar växelverkar med vanlig materia endast gravitationellt och att en hel del av dem var bildas i det tidiga Universum, i en tid präglad av den intensiva värmen period, som började i slutet av inflation epok, någonstans efter från 10-36 att 10-33 eller 10-32 sekunder efter Big Bang.
Denna tid kallas så, eftersom det under inflationen, som tros vara den kosmiska temperaturen sjönk till 100 000 gånger. När inflationen slutade, temperaturen återgått till sitt conflationary nivå (ca 1027 Kelvin). Vid denna tid de flesta av de potentiella energi inflation området har sönderfallit till en Standard model partiklar som fyllde Universum, inklusive den mörka materian.
Naturligtvis, en ny teori som kommer med sin andel av konsekvenser för kosmologer. Till exempel, för att denna modell ska fungera, temperatur på uppvärmnings tid bör ha varit högre än nu antar jag. Dessutom är den varmare perioden som uppvärmning skulle också leda till ett större antal primära gravitationsvågor som skulle återspeglas i den kosmiska bakgrundsstrålningen (CMB).
“En så hög temperatur berättar för oss två intressanta saker om inflation, säger Sandor. — Om mörk materia kommer PIDM: för det första, inflationen fortsatte vid mycket höga energier som skulle produceras inte bara variationer i temperaturen i det tidiga Universum, men också i tid och rum, i form av gravitationsvågor. För det andra, det säger oss att den energi som inflationen var tänkt att falla isär på den frågan mycket snabbt, som om det tog lång tid, universum kan kyla ner upp till nu efter som är oförmögna att producera PIDM alls.”
Förekomsten av dessa gravitationsvågor kan bekräftas eller uteslutas i framtida studier av den kosmiska bakgrundsstrålningen. Detta är mycket intressanta nyheter sedan den senaste upptäckten av gravitationsvågor förväntas leda till ett återupptagande av försök att upptäcka en primär wave, med rötter i själva skapandet av Universum.
Som förklaras av Sandor, detta är definitivt ett vinnande scenario för forskarna, eftersom den nyaste kandidat för mörk materia är antingen finns eller motbevisas inom en snar framtid.
“Vårt skript gör en konkret prognos: vi kommer att se gravitationella vågor i nästa generation av experiment med den kosmiska bakgrundsstrålningen. Så det är en win-win-situation: om vi ser dem, det är bra, men om inte vi får se, vi vet vad mörk materia är inte PIDM, vilket innebär att du måste räkna med vissa av dess växelverkan med vanlig materia. Om det är allt som kommer att hända under de kommande tio åren, kan vi bara se fram emot”.
Eftersom Jacobus Kapteyn första gången föreslog existensen av mörk materia 1922, forskare har sökt efter direkta bekräftelsen av dess existens. En efter en har de kandidater bland partiklar från gravitino till för axions föreslås, betraktas, och gick in i sfären av den eviga strävan. Tja, om denna sista kandidaten kommer att vara tydligt vederlagt eller bekräftat ett sådant alternativ är redan bra.
Trots allt, om han är bekräftat, kommer vi att lösa en av de största kosmiska mysterier. Ett steg närmare för att förstå Universum och dess mystiska krafter samverkar.