Nauji tyrimai rodo, kad tamsiosios materijos, paslaptingos medžiagos, sudarančios ketvirtadalį Visatos masės ir energijos, gali būti pagamintos iš ypač mažų ir šviesių dalelių. Ši „miglota“ tamsiosios medžiagos forma, vadinama todėl, kad šių miniatiūrinių dalelių bangos ilgiai būtų išsitepę per didžiulį didžiulį plotą, būtų pakeitę kosminės istorijos eigą ir sukūrę ilgus ir išmintingus siūlus vietoj grumstų galaktikų ankstyvojoje visatoje, pagal simuliacijas.
Rezultatai turi stebėjimo pasekmių - artėjantys teleskopai galės atsigręžti į šį ankstyvąjį laikotarpį ir potencialiai atskirti įvairius tamsiosios medžiagos tipus, leisdami fizikams geriau suprasti jos savybes.
Tamsioji materija yra nežinoma masinė medžiaga, randama visame kosmose. Jis neišskiria šviesos - vadinasi, tamsiosios medžiagos pavadinimas -, tačiau jos gravitacinis poveikis padeda surišti galaktikų grupes ir sukelia žvaigždes galaktikų kraštuose sparčiau, nei būtų kitaip. Daugelis mokslininkų mano, kad dauguma tamsiųjų medžiagų yra šaltos, ty jos juda palyginti lėtai. Tačiau yra visiškai skirtingų idėjų, tokių kaip galimybė, kad ji maža ir neaiški, ty ji greitai judėtų, nes yra tokia lengva.
„Mūsų modeliavimas rodo, kad pirmosios galaktikos ir žvaigždės, kurios formuojasi, atrodo labai skirtingai visatoje su neryškia tamsia materija, nei visatoje, kurioje yra šalta tamsiosios medžiagos“, - Lachlanas Lancasteris, astrofizikos studijų studentas Prinstono universitete ir naujojo straipsnio bendraautorius. žurnale „Physical Review Letters“, pasakojo „Live Science“.
Lancasteris paaiškino, kad dažniausiai spėliojant apie tamsiąją medžiagą, ji susideda iš silpnai interaktyvių masyvių dalelių (WIMP), kurių protonas būtų keliasdešimt ar šimtus kartų didesnis. Šio tipo tamsiosios medžiagos modeliavimas yra ypač geras atkuriant didelio masto visatos struktūrą, įskaitant didelius tuščios erdvės tuštumus, apsuptus ilgų, vorinių dujų ir dulkių siūlelių, darinį, vadinamą kosminiu tinklu. Tačiau mažesnėse skalėse tokie modeliai turi daugybę neatitikimų nuo to, ką astronomai pastebi savo teleskopu. Šiame standartiniame vaizde tamsioji medžiaga turėtų kauptis galaktikų centruose, tačiau niekas to dar nematė.
Apytiksliai miglota tamsiosios medžiagos medžiaga būtų protu nesuvokiama, galbūt milijardoji milijardoji milijardoji elektronų masė, teigiama MIT pranešime. Kvantinė mechanika teigia, kad dalelės taip pat gali būti laikomos bangomis, kurių bangų ilgis yra atvirkščiai proporcingas jų masei, teigė Lancasteris. Taigi tokios šviesos dalelės bangos ilgis būtų tūkstančiai šviesmečių.
Todėl neryškią tamsiąją medžiagą būtų sunkiau sutalpinti nei šaltą, WIMP tamsiąją medžiagą. Imitacijose Lancasteris ir jo bendraautoriai parodė, kad šaltoje tamsiosios materijos visatoje bus galaktikos, kurios gana greitai susidaro iš sferinių halų.
Apytikslė tamsioji materija vietoj to susilieja į ilgas, išmintingas medžiagos eilutes - „milžiniškus siūlus, o ne gremėzdiškas galaktikas“, - teigė Lancasteris - ir galaktikos tada gimtų didesnės ir vėliau. Tamsiosios materijos taip pat sunkiau kauptųsi galaktikų centruose, galimai paaiškindamos, kodėl astronomai, stebėdami galaktikas, nepastebi šio klumpės.
Tokie instrumentai kaip Didysis sinoptinio tyrimo teleskopas (LSST) Čilėje ir 30 metrų klasės teleskopai, statomi visame pasaulyje, netrukus galės atsigręžti į kai kurias ankstyviausias Visatos dienas. Tikimasi, kad jie pradės rinkti duomenis per ateinantį dešimtmetį, o tai reiškia, kad „mes arba pradėsime pastebėti neryškių tamsiųjų medžiagų padarinius, arba pradėsime juos paneigti“, - teigė A. Lancasteris.
Nors kiti tyrėjai spėliojo apie neryškią tamsiąją medžiagą, naujieji modeliai atlieka kruopštesnį darbą, siekdami išsiaiškinti jos kosmologinį poveikį, sakė Jeremijas Ostrikeris, Kolumbijos universiteto astrofizikas, nedalyvavęs šiame darbe.
„Tai padeda išdėstyti, koks bus struktūros formavimas šioje variantų teorijoje“, - pridūrė OStrikeris. "Ir tai yra viena įdomiausių variantų teorijų aplink."
Lancasteris teigė, kad jo komandos ateities modeliavimai gali sutelkti dėmesį į tai, kad būtų užfiksuota daugiau informacijos apie miglotosios tamsiosios medžiagos poveikį, o tai astronomams galėtų suteikti geresnį supratimą apie tai, ko jie gali tikėtis pamatyti per savo teleskopus.
- 18 didžiausių neišspręstų paslapčių fizikoje
- 12 keisčiausių objektų visatoje
- Kosminių įrašų turėtojai: 12 didžiausių objektų Visatoje
