طولانی از دست داده نوع از ماده تاریک ممکن است حل و فصل بزرگترین اختلاف در فیزیک

یکی از عمیق ترین اسرار در فیزیک شناخته شده به عنوان هابل تنش می تواند توضیح طولانی از بین رفته شکل ماده تاریک.

هابل تنش به عنوان زنده به علم است که قبلا گزارش با اشاره به رشد تناقض در فیزیک: جهان در حال گسترش است اما اندازه گیری های مختلف نتایج مختلف تولید برای دقیقا چگونه سریع است که اتفاق می افتد. فیزیکدانان توضیح انبساط رای با شماره, شناخته شده به عنوان هابل ثابت (فرض h0). فرض h0 توصیف یک موتور از انواع که رانندگی چیزهایی که از هم جدا در طول فواصل وسیع در سراسر جهان است. با توجه به هابل قانون (که در آن ثابت سرچشمه), دورتر چیزی است که از ما سریع تر آن را در حال حرکت.

و دو راه اصلی وجود دارد محاسبه فرض h0. شما می توانید مطالعه ستارگان و کهکشان ما می توانید ببینید و به طور مستقیم اندازه گیری که چگونه سریع آنها در حال حرکت به دور. و یا شما می توانید مطالعه ریزموج زمینه کیهانی (CMB) یک تاب از انفجار بزرگ که پر از کل جهان و کد اطلاعات کلیدی در مورد گسترش آن است.

مرتبط با: 11 بزرگترین پرسش های بی پاسخ در مورد ماده تاریک

به عنوان ابزار برای انجام هر یک از این اندازه گیری را بدست دقیق تر آن را تبدیل به روشن است که CMB اندازه گیری و مستقیم اندازه گیری جهان محلی ما تولید ناسازگار پاسخ.

محققان مختلفي ارائه توضیحات برای اختلاف از مشکلات با اندازه گیری های خود را به ما امکان زندگی در یک چگالی کم "حباب" در جهان بزرگتر. در حال حاضر یک تیم از فیزیکدانان نشان می دهد که جهان ممکن است اساسا تغییر بین زمان پس از انفجار بزرگ و امروز. اگر یک شکل باستانی از ماده تاریک پوسیده از وجود است که از دست دادن را تغییر جرم جهان; و با جرم کمتر وجود خواهد داشت کمتر جاذبه برگزاری این جهان هم که تاثیر سرعت که در آن جهان گسترش می یابد — که منجر به تناقض میان CMB و مستقیم اندازه گیری انبساط جهان هستند.

یک گرم جزء

یک زمان وجود دارد دهه پیش زمانی که فیزیکدانان مشکوک ماده تاریک ممکن است "داغ" — از زیپ در اطراف جهان و در نزدیک به سرعت نور گفت: دن هوپر رئیس نظری فیزیک نجومی گروه در Fermi National Accelerator Laboratory در بتیویا ایلینوی و همکاری نویسنده این مقاله جدید. اما در اواسط 1980s آنها متقاعد شدند که این غیب چیزهای که باعث می شود تا بسیاری از توده ای از جهان است که به احتمال زیاد کندتر حرکت و "سرد است." فیزیکدانان مراجعه کنید به بیشتر به طور گسترده ای پذیرفته شده مدل از جهان به عنوان Lambda-CDM برای "Cold Dark Matter."

هنوز هوپر گفت: زنده, علم, ایده "گرم" ماده تاریک — یک شکل از ماده تاریک است که می افتد جایی در بین سرد و گرم مدل — هنوز هم می شود برخی از کشش در جهان فیزیک. برخی از فیزیکدانان حدس و گمان است که ماده تاریک ساخته شده است "استریل نوترينو" برای مثال نظری ذرات شبح مانند است که به سختی ارتباط برقرار کردن با موضوع است. این فرضی ماده تاریک خواهد بود بسیار گرمتر از معمول Lambda-CDM مدل اجازه می دهد اما نه داغ.

"احتمال دیگر این است که بسیاری از ماده تاریک سرد است اما شاید برخی از آن گرم است. و ما در مقاله مسائل که گرم نیست حتی چیزهای که در اطراف امروز. این مسائل که ایجاد شد در جهان اولیه و پس از هزاران یا ده ها هزار سال از آن شروع به پوسیدگی. این همه رفته اند در حال حاضر توسط" هوپر گفت.

مرتبط با: 11 حقایق جالب در مورد کهکشان راه شیری

که از دست ماده تاریک جرم را نشان داده و بخش قابل توجهی از کل جرم جهان که در آن وجود داشت منجر به گسترش میزان زمانی که CMB تشکیل شده درست بعد از انفجار بزرگ. در حال حاضر میلیاردها سال بعد از آن خواهد بود بلند رفته است. و تمام ستاره ها و کهکشان ما می تواند اندازه گیری خواهد بود در حال دور شدن از ما در سرعت های تعیین شده توسط جهان کنونی جرم است.

"هنگامی که شما اندازه گیری محلی هابل ثابت شما واقعا اندازه گیری که چیزی که شما در حال اندازه گیری چقدر سریع همه چیز در حال حرکت جدا از یک دیگر شما در حال اندازه گیری که چگونه سریع فضا در حال گسترش است," هوپر گفت. اما ترجمه CMB داده به گسترش میزان نیاز به استفاده از یک مدل مانند Lambda-CDM. "بنابراین اگر شما می توانید اندازه گیری های مختلف از محلی اندازه گیری و CMB اندازه گیری شاید که مدل اشتباه است."

محلی اندازه گیری -- اندازه گیری منطقه ای از فضا به اندازه کافی نزدیک به زمین برای ستاره شناسان به دقت اندازه گیری سرعت و فاصله از اشیاء منحصر به فرد -- نیازی به cosmological models تفسیر به طوری که آنها به طور معمول دیده می شود به عنوان ساده تر و قوی تر است.

برخی محققان هنوز پیشنهاد وجود دارد ممکن است مشکلات با اندازه گیری های ما از جهان محلی. اما تلاش های بسیاری برای حل و فصل هابل تنش شامل افزایش سرعت Lambda-CDM به نحوی. معمولا آنها اضافه کردن چیزی به این مدل است که تغییرات چگونه جهان گسترش می یابد و یا تکامل می یابد. این مقاله هوپر گفت: گام دیگری است که جاده ها است.

"من قصد ندارم به این تصور که این باعث می شود همه چیز بزرگ است," او گفت:. "این یک تطابق کامل میان داده ها به هر وسیله. اما این باعث می شود تنش کمتر شدید — من هیچ نمی دانم به این راه حل دیگر از 'اندازه گیری در اشتباه هستند که باعث کاهش تنش [تا آنجا که شما می خواهم نیاز به به طور کامل مشکل را حل کند]."

تیره تابش

هوپر اصلی پیشنهاد به همکاران خود را بر روی کاغذ نمی شامل گرم ماده تاریک در همه, او گفت:. به جای او تصور یک ثانیه از دست شکل cold dark matter. اما زمانی که آنها شروع به آزمایش این ایده گفت: آنها دریافتند که این فوق العاده سرد ماده تاریک شد screwing تا کل ساختار جهان است. ستاره ها و کهکشان های تشکیل شده در راه است که مطابقت ندارد و آنچه ما در اطراف ما در جهان امروز است. پوسیده از دست رفته و شکل ماده تاریک آنها به این نتیجه رسیدند تا به حال به گرم اگر قرار بود به مناسب مشاهدات.

مقاله جدید نیست تعیین ذرات را از دست داده و ماده تاریک ممکن است ساخته شده اما به شدت نشان می دهد که گرم ماده تاریک ممکن است ساخته شده است تا از استریل نوترينو — ذرات که فیزیکدانان دیگر نیز بر این باورند احتمال دارد خارج وجود دارد.

"این قطعا چیزی است که نیاز به کمترین تعداد دندان پریا به کار" هوپر گفت. "اما امکانات دیگر وجود دارد."

هر آنچه در آن است هر چند آن را باید تبدیل به چیزی حتی بیشتر عجیب و غریب و سنگهای تعامل هنگامی که آن را فاسد. ماده نه تنها می تواند متوقف موجود; آن را تبدیل به چیز دیگری. در صورتی که چیز دیگری توزیع شد متفاوت از طریق جهان و یا تعامل متفاوت با دیگر ذرات در جهان است که تغییر چگونه جهان گسترش یافته است.

"بنابراین ما می شود احاطه شده در داخل از این تیره تابش" هوپر گفت. "ما در حال حاضر احاطه شده در حمام از نوترينو بنابراین این فقط می تواند یک کمی بیشتر از این نوع از مسائل. نوعی از حمام را پر می کند که جهان امروز بسیار بی اثر اشکال مهم است."

در حال حاضر محققان اصلا روش برای کاوش برای این نوع از تابش هوپر گفت: بنابراین ایده باقی مانده باشد. این مقاله منتشر شد به پایگاه arXiv مارس 13.

در اصل منتشر شده در Live علم.