Remiantis naujais Ciuricho universiteto mokslininkų skaičiavimais, paskelbtais šios savaitės „Gamtos“ numeryje, vaiduokliškos tamsiosios medžiagos halogenos, tokios sunkios kaip žemė ir tokios didelės kaip mūsų saulės sistema, buvo pirmosios struktūros Visatoje.
Mūsų pačių galaktikoje vis dar yra kvadrilijonai šių halų, kurių vienas tikimasi praeiti pro Žemę kas kelis tūkstančius metų, o po jo palieka ryškų, aptinkamą gama spindulių pėdsaką, teigia mokslininkai. Kiekvieną dieną žemėje ir per mūsų kūnus nepastebėti lietaus srautai patenka į daugybę atsitiktinių tamsiųjų medžiagų dalelių.
„Šie tamsiosios medžiagos halogenai buvo gravitaciniai„ klijai “, kurie traukė paprastąją medžiagą ir ilgainiui leido susidaryti žvaigždėms ir galaktikoms“, - sakė profesorius Benas Moore'as iš Ciuricho universiteto Teorinės fizikos instituto, pranešimo apie gamtą bendraautorius. . „Šios struktūros, visų mūsų šiandien matomų elementai, pradėjo formuotis anksti, tik praėjus maždaug 20 milijonų metų po didžiojo sprogimo“.
Tamsioji materija sudaro daugiau kaip 80 procentų Visatos masės, tačiau jos prigimtis nežinoma. Atrodo, kad tai iš esmės skiriasi nuo atomų, kurie sudaro materiją aplink mus. Tamsiosios materijos niekada nebuvo aptikta tiesiogiai; jos buvimas yra numanomas dėl gravitacijos įtakos įprastam dalykui.
Ciuricho mokslininkai savo skaičiavimus grindė pagrindiniu kandidatu į tamsiąją medžiagą - teorine dalele, vadinama neutralino, kuri, kaip manoma, buvo sukurta dideliame sprogime. Jų rezultatai pareikalavo kelių mėnesių skaičiaus nubrozdinimo naujame superkompiuteryje „ZBox“, kurį suprojektavo ir pastatė Ciuricho universitetas. Joachimas Stadelis ir Juergas Diemandas, pranešimo bendraautoriai.
"Iki 20 milijonų metų po didžiojo sprogimo Visata buvo beveik lygi ir vienalytė", - teigė Moore'as. Bet nedidelis materijos pasiskirstymo disbalansas leido gravitacijai sukurti tokią pažįstamą struktūrą, kokią matome šiandien. Didesnio masės tankio regionai traukė daugiau materijos, o mažesnio tankio regionai prarado medžiagą. Tamsi materija sukuria gravitacinius šulinius erdvėje ir į jas plūsta paprastosios materijos. Galaktikos ir žvaigždės pradėjo formuotis maždaug po 500 milijonų metų po didžiojo sprogimo, tuo tarpu visata yra 13,7 milijardo metų.
Naudodama superkompiuterį „zBox“, panaudojantį 300 „Athlon“ procesorių galią, komanda apskaičiavo, kaip laikui bėgant vystysis dideliame sprogime sukurti neutinologai. Neutralonas ilgą laiką buvo mėgstamas kandidatas į „šaltą tamsiąją medžiagą“, tai reiškia, kad jis nejuda greitai ir gali sulipti kartu, kad sukurtų gravitacinį šulinį. Neutralus dar nebuvo aptiktas. Tai yra siūloma „supersimetrinė“ dalelė, teorijos dalis, kuria bandoma ištaisyti neatitikimus standartiniame elementariųjų dalelių modelyje.
Pastaruosius du dešimtmečius mokslininkai manė, kad neutronai gali sudaryti masyvius tamsiosios medžiagos haloidus ir apgaubti ištisas galaktikas. Ciuricho komandos „zBox“ superkompiuterio skaičiavimai paaiškėjo trimis naujais ir svarbiausiais faktais: Pirmiausia susiformavo žemės masės halogenai; šios struktūros turi ypač tankius branduolius, leidžiančius kvadrilijonams išgyventi amžių mūsų galaktikoje; taip pat šie „miniatiūriniai“ tamsiosios medžiagos halogenai juda per savo priimančiąsias galaktikas ir, eidami pro šalį, sąveikauja su įprasta medžiaga. Net gali būti, kad šie halogenai gali trikdyti Oorto kometos debesį toli už Plutono ir per mūsų saulės sistemą siųsti šiukšles.
„Šiuos neutralus halogenus aptikti sunku, bet įmanoma“, - teigė komanda. Halos nuolat skleidžia gama spindulius, didžiausios energijos formos šviesą, kurie išsiskiria, kai neutralinos susiduria ir savaime sunaikina.
„Praeinantis halo per mūsų gyvenimą (jei mums taip pasisekė) būtų pakankamai artimas, kad galėtume lengvai pamatyti ryškų gama spindulių pėdsaką“, - sakė Diemandas, dabar Kalifornijos universitetas, Santa Krusas.
Tačiau geriausia tikimybė aptikti neutralus yra galaktikos centruose, kur tamsiosios medžiagos tankis yra didžiausias, arba šių migruojančių Žemės masės neutraliųjų halogenų centruose. Tankesni regionai suteiks didesnę galimybę susidurti su neutraliosiomis linijomis ir tokiu būdu daugiau gama spindulių. „Tai vis tiek bus sunku aptikti, pavyzdžiui, bandant pamatyti vienos žvakės, uždėtos ant Plutono, šviesą“, - sakė D.Diemandas.
NASA misija GLAST, kurią planuojama pradėti 2007 m., Galės aptikti šiuos signalus, jei jie yra. Antžeminės gama spinduliuotės observatorijos, tokios kaip VERITAS ar MAGIC, taip pat galėtų aptikti gama spindulius iš neutralinės sąveikos. Per ateinančius kelerius metus CERN Šveicarijoje vyksiantis didelis hadronų susidūrimas patvirtins arba paneigia supersimetrijos sąvokas.
Neutrino halo ir ankstyvosios struktūros vaizdus ir kompiuterinę animaciją, pagrįstą kompiuterinėmis simuliacijomis, galite rasti tinklalapyje http://www.nbody.net
Albertas Einšteinas ir Erwinas Schrindineris buvo tarp ankstesnių profesorių, dirbusių Ciuricho universiteto Teorinės fizikos institute, kurie svariai prisidėjo prie mūsų supratimo apie Visatos kilmę ir kvantinę mechaniką. 2005 metai yra svarbiausio Einšteino darbo kvantinės fizikos ir reliatyvumo srityje šimtmetis. 1905 m. Einšteinas įgijo daktaro laipsnį Ciuricho universitete ir išleido tris mokslo pakeitimo dokumentus.
Pastaba redaktoriams: Novatoriškas superkompiuteris, kurį sukūrė Joachimas Stadelis ir Benas Moore'as, yra 300 „Athlon“ procesorių kubas, sujungtas dviejų matmenų didelės spartos tinklu iš „Dolphin“ / SCI ir aušinamas patentuota oro srauto sistema. Norėdami gauti daugiau informacijos, apsilankykite http://krone.physik.unizh.ch/~stadel/zBox/. Stadelis, kuris vadovavo projektui, pažymėjo: „Tai buvo bauginantis uždavinys surinkti pasaulinės klasės superkompiuterį iš tūkstančių komponentų, tačiau kai jis buvo baigtas, jis buvo greičiausias Šveicarijoje ir didžiausio tankio pasaulyje superkompiuteris. Mūsų naudojamas lygiagretus modeliavimo kodas išskaido skaičiavimą paskirstant atskiras modelio visatos dalis skirtingiems procesoriams. “
Originalus šaltinis: Teorinės fizikos institutas? Ciuricho universiteto pranešimas spaudai
