En märklig form av trögflytande mörk materia, som står för det mesta av den materia i Universum skulle kunna ha en fantastisk effekt på tidiga utveckling — och att se till att de ringar från Big Bang skulle upptäckas. Det är känt att mörk materia är en mystisk substans som gör upp 80% av materia i vår värld, men den växelverkar med vanlig materia endast gravitationellt. För närvarande den mest populära kandidaten för mörk materia överväga mesig (MES), svagt interagerande tunga partiklar, men decennier av denna partikel sökningar i vad som inte resulterade. WIMP också förutsäga specifika saker som vi inte ser i Universum, som en svärm av mini-galaxer runt vintergatan.
Det finns andra kandidater till mörk materia. Till exempel, Paul Shapiro från University of Texas at Austin och hans kollegor tidigare undersökt en alternativ form av mörk materia som består av partiklar som kallas bosoner, som — till skillnad från winow och vanlig materia — kan vara i en kvanttillstånd. Den här fastigheten kan också tillåta dem att hålla ihop i en konstig, trögflytande tillstånd av materia — kondensat Bose — Einstein (BEC), i vilket befolkningen av partiklar beter sig som en enda quantum objekt.
Nu Shapiro och hans doktorand Lee Buch att studera hur denna form av mörk materia skulle kunna påverka det tidiga Universum.
Tillväxt spurt
Kosmologer som används för att tro att i de första ögonblicken av dess existens, universum har haft en exponentiell tillväxt spurt. Detta är den förlängning som läckte marker i första sekunder efter Big Bang, som kallas inflationen, bör skicka ringar på vattnet genom relativistiska utrymme-tid — primär (eller primitiv, kalla det vad du vill) gravitationella vågor.
Fysiker trodde att de ser tecken på dessa vågor, när jag arbetade med BICEP2 teleskop i 2013, men det visade sig att det inte är. Men i början av detta år, LIGO experiment såg gravitationsvågor kollidera svart hål än visat att sådana vågor existerar.
I den vanliga bilden av dessa primära gravitationella vågor måste vara så små att LIGO aldrig kommer att se dem. “Vår modell är något helt annat, säger Shapiro. — Mörka materien ändrar sitt beteende, om vi går tillbaka i tiden”.
Även om trögflytande mörk materia beter sig exakt samma som mesig i vår tid, beräkningar av forskare visar att i de tidiga stadierna av hennes beteende förändrats: hon agerade inte som ett ämne som strålning. Att flytta ännu längre tillbaka i tiden, mörk materia var tätare och betedde sig som en vätska, som motstår komprimering.
“Försöker att knäcka henne, vi måste hålla i minnet tryck, säger Shapiro. — När du samlar det i en hög, hon vill att svälla tillbaka. Vi fyller Universum som en vätska.
Forskarna räknar inte med att hitta en sådan.
Denna elasticitet innebär att denna märkliga trögflytande mörk materia kan bromsa takten i expansionen av Universum i dessa dagar. Börjar med slutet av inflationen universum skulle ha expanderat mycket mer långsamt från mörk materia än utan det.
Men det primära gravitationella våg var att sopa det unga Universum med samma hastighet som innan. Och eftersom de är mer präglade på bakgrunden, kan de vara lättare att upptäcka.
Primära vågen
I rapporten från mötet för American physical society i salt lake city, Utah, usa, förra månaden, ett par forskare säger att mörk materia kunde undertrycka den expansion är tillräckligt under den primära allvar vågor kunde påvisas genom att LIGO.
“I den vanliga historien, utan mörk materia, de kommer att ligga långt under den gräns där den gravitationella våg detektorer, moderna eller i framtiden, kommer att kunna hitta dem. Men vår modell visar att hoppet fortfarande finns kvar”.
Tanya Redinbo från LIGO laget visar att eftersom vi inte vet mycket om vad det tidiga universum var, för att tala med säkerhet om denna möjlighet är omöjligt. I hennes åsikt, det finns ingen garanti för att dessa vågor finns eller att de kommer att kunna se vår framtid detektorer. Men detta arbete är intressant i som ger denna möjlighet.
Trögflytande mörk materia skulle bromsa expansionen av Universum
Ilya Hel