Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Blinker av lys på mørkt materiale

They put me in the game!!!! ***Epic*** (Mars 2019).

Anonim

En web som passerer gjennom uendelige intergalaktiske rom, en tett kosmisk skog opplyst av svært fjerne lys og en stor gåte å løse. Disse er de pittoreske ingrediensene i en vitenskapelig forskning - utført av et internasjonalt team bestående av forskere fra International School for Adavnced Studies (SISSA) og Abdus Salam Internasjonalt Senter for Teoretisk Fysikk (ICTP) i Trieste, Institute of Astronomy of Cambridge og University of Washington - som legger til et viktig element for å forstå en av de grunnleggende komponentene i vårt univers: det mørke saken.

annonse


For å studere egenskapene analyserte forskerne samspillet mellom den "kosmiske banen" - et nettverk av filamenter som består av gass og mørk materie som finnes i hele universet - med lyset som kommer fra svært fjerne kvasarer og galakser. Fotoner som interagerer med hydrogen i kosmiske filamenter, skaper mange absorpsjonslinjer definert "Lyman-alpha forest." Denne mikroskopiske interaksjonen lykkes med å avsløre flere viktige egenskaper av det mørke stoffet på kosmologiske avstander. Resultatene støtter videre teorien om kald mørk materie, som består av partikler som beveger seg veldig sakte. Videre markerer de for første gang inkompatibiliteten med en annen modell, dvs. Fuzzy Dark Matter, for hvilke partikler med mørk partikkel har større hastigheter. Forskningen ble utført gjennom simuleringer utført på internasjonale parallelle superdatamaskiner, og har nylig blitt publisert i Fysisk gjennomgangstavler .

Selv om det utgjør en viktig del av vår kosmos, er det mørke stoffet ikke direkte observerbart, det avgir ikke elektromagnetisk stråling, og det er kun synlig gjennom gravitasjonseffekter. Dessuten forblir naturen et dypt mysterium. Teoriene som prøver å utforske dette aspektet er forskjellige. I denne undersøkelsen har forskerne undersøkt to av dem: den såkalte Cold Dark Matter, betraktet som et paradigme for moderne kosmologi, og en alternativ modell kalt Fuzzy Dark Matter (FDM), der det mørke materiet anses å være sammensatt av ultralette bosoner forsynt med et ubetydelig trykk på små skalaer. For å utføre sine undersøkelser undersøkte forskerne den kosmiske banen ved å analysere den såkalte Lyman-alfa-skogen. Lyman-alfa-skogen består av en serie absorpsjonslinjer produsert av lyset som kommer fra svært fjerne og ekstremt lysende kilder, som passerer gjennom intergalaktisk rom langs veien mot jordens teleskoper. Den atomiske samspillet mellom fotoner med hydrogenet som er tilstede i kosmiske filamenter, brukes til å studere kosmos og det mørke stoffets egenskaper på enorme avstander.

Gjennom simuleringer utført med superdatamaskiner, reproduserte forskere lysets samspill med kosmisk web. Dermed var de i stand til å utlede noen av egenskapene til partiklene som komponerer det mørke stoffet. Mer spesielt viste det seg for første gang at massen av partiklene, som angivelig komponerer det mørke stoffet i henhold til FDM-modellen, ikke stemmer overens med Lyman-alfa-skogen observert av Keck-teleskopet (Hawaii, USA) og Very Large Telescope (European Southern Observatory, Chile). I utgangspunktet ser studien ikke ut til å bekrefte teorien om Fuzzy Dark Matter. Dataene støtter istedet scenariet som er forutsatt av modellen av Cold Dark Matter.

Resultatene som er oppnådd - forskere sier - er viktige da de tillater å bygge nye teoretiske modeller for å beskrive mørk materie og nye hypoteser på kosmos egenskaper. Videre kan disse resultatene gi nyttige indikasjoner på realisering av eksperimenter i laboratorier og kan lede observasjonsarbeid for å gjøre fremskritt på dette fascinerende vitenskapelige temaet.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Vid Iršič, Matteo Viel, Martin G. Haehnelt, James S. Bolton, George D. Becker. Første begrensninger på Fuzzy Dark Matter fra Lyman-α Forest Data og Hydrodynamical Simulations . Fysisk gjennomgangstavler, 2017; 119 (3) DOI: 10.1103 / PhysRevLett.119.031302