Bilim adamları, karanlık maddenin gerçekte ne kadar ağır olduğunu bulmaya çok yakınlar

Bilim adamları nihayet bunun ne kadar olduğunu buluyor Karanlık madde – Neredeyse algılanamayan maddenin her şeyi çektiği söyleniyor, ancak ışık yaymıyor – gerçekten ağır.

Yeni tahmin, gizemli maddenin gerçekte ne olduğu ile ilgili olarak parçacıklarının ne kadar ağır olduğunu belirlemeye yardımcı oluyor.

Arama, potansiyel bloğu ciddi şekilde daraltıyor Karanlık madde 10 ^ eksi 24 elektron volt (eV) ve 10 ^ 19 GeV elektron volt (GeV) ile 10 ^ eksi 3 volt ile 10 ^ 7 elektron volt arasında değişen parçacıklar – potansiyel kütle aralığı, birkaç trilyon kat daha küçüktür. Önce .

Birleşik Krallık’taki Sussex Üniversitesi’nde fizik ve astronomi profesörü olan Xavier Calmet, bulguların karanlık madde araştırmacılarının çabalarını belirli parçacık kütleleri yelpazesine odaklamalarına yardımcı olabileceğini veya evrende daha önce bilinmeyen bir kuvveti ortaya çıkarabileceğini söyledi.

İlişkili: Karanlık madde hakkında cevaplanmamış en büyük 11 soru

Calmette, Sussex Üniversitesi’nden doktora öğrencisi Volkert Kuipers ile birlikte, çalışmalarını Mart sayısında yayınlanacak olan yeni bir çalışmada anlattı. Fiziksel harfler b.

Karanlık madde nedir?

Bazı tahminlere göre karanlık madde, evrendeki tüm maddelerin yaklaşık% 83’ünü oluşturuyor. Sadece ışıkla ve sıradan maddeyle yerçekimi yoluyla etkileşime girdiğine inanılıyor, bu da onun ancak ışık ışınlarının bükülme şeklinden görülebileceği anlamına geliyor.

Gökbilimciler, 1930’larda bir galaktik kümeye bakarken karanlık maddenin ilk işaretlerini buldular ve gökbilimciler gökadaların, aksi takdirde dönmeleri gerekenden daha hızlı döndüğünü fark ettiklerinde, 1970’lerden sonra galaksilerin büyük karanlık madde haleleri ile iç içe geçtiğine dair teoriler yaygınlaştı. . , Ne kadar görsel malzeme içerdiği göz önüne alındığında.

İlişkili: Evrendeki en garip 12 varlık

Karanlık madde parçacıkları için olası adaylar arasında küçük hayalet parçacıkları vardır. Nötrinolar, Akson olarak bilinen teorik soğuk ve karanlık parçacıklar ve zayıf etkileşimli büyük parçacıklar veya WIMP’ler.

Calmette, yeni kütle sınırlarının, belirli karanlık madde modelinin özelliklerine bağlı olarak bu adaylardan bazılarının ortadan kaldırılmasına yardımcı olabileceğini söyledi.

Kuantum yerçekimi

Bilim adamlarının bildiği şey, karanlık maddenin sadece yerçekimi yoluyla ışık ve doğal madde ile etkileşime girdiği ve başka herhangi bir maddeyle değil. Temel kuvvetler; Bu nedenle araştırmacılar, karanlık madde parçacıklarının tahmini kütle aralığına ulaşmak için yerçekimi teorilerini kullandılar.

Daha da önemlisi, önceki tahminlerden çok daha dar bir aralığa yol açan ve yalnızca Einstein’ın genel teorisini kullanan kuantum kütleçekimi teorilerinden kavramlar kullandılar. Görelilik.

Calmette Live Science’a bir e-postada “Bizim fikrimiz çok basitti” dedi. “İnsanların bunu daha önce hiç düşünmemiş olması şaşırtıcı.”

Einstein’ın teorisi Genel görelilik Klasik fiziğe dayanmaktadır; Yerçekiminin çoğu zaman nasıl çalışacağını mükemmel bir şekilde tahmin eder, ancak kuantum mekanik etkilerin önemli hale geldiği aşırı koşullarda bozulur. Kara delik merkezi.

Öte yandan, kütleçekiminin kuantum teorileri, kütleçekimini kuantum mekaniği aracılığıyla açıklamaya çalışır, bu da bilinen diğer üç temel kuvveti – elektromanyetik kuvvet, Yoğun güç Bu, çoğu şeyi bir araya getirir ve Zayıf güç Bu radyoaktif bozulmaya neden olur.

Bununla birlikte, kuantum yerçekimi teorilerinin herhangi birini destekleyecek güçlü bir kanıt yoktur.

Calmette ve Kuypers, genel görelilikten alınan değerleri kullanarak minimum karanlık madde parçacık kütlesini tahmin ettiler ve kuantum yerçekimi teorileri tarafından tahmin edilen karanlık madde parçacık yaşam sürelerinin üst sınırını tahmin ettiler.

Calmette, genel görelilikten gelen değerlerin doğasının da üst sınırın doğasını belirlediğini, bu nedenle herhangi bir kuantum yerçekimi modelinden bağımsız bir öngörü elde edebildiklerini söyledi.

Çalışma, kuantum yerçekiminin etkilerinin genellikle neredeyse önemsiz olmasına rağmen, varsayımsal karanlık madde parçacığının bozunması çok uzun zaman aldığında ve evren şu anki kadar eski olduğunda (yaklaşık 13,8 milyar yıl) önemli hale geldiğini buldu. dedim. .

Fizikçiler daha önce karanlık madde parçacıklarının “Planck kütlesi” nden daha hafif olması gerektiğini tahmin ediyorlardı – yaklaşık 1,2 x 10 ^ 19 GeV, bilinen en büyük parçacıklardan en az 1000 kat daha ağır – ve yine de sığmaları için 10 ^ eksi 24 volttan daha ağırlar. dedi, karanlık madde içerdiği bilinen en küçük galaksilerin gözlemleri.

Ancak şu ana kadar çok az çalışma aralığı daraltmaya çalıştı, ancak son 30 yılda kuantum yerçekimini anlamada çok ilerleme kaydedildi, dedi. “İnsanlar daha önce kuantum yerçekiminin karanlık madde üzerindeki etkilerine basitçe bakmamışlardı.”

Bilinmeyen güç

Calmette, karanlık madde partikül kütleleri için yeni sınırların aynı zamanda Yerçekimi Tek başına, yaygın olarak kabul edilen karanlık maddeyle etkileşime girer veya karanlık madde doğadan gelen bilinmeyen bir güçten etkilenirse.

Dedi ki, “Makalemizde tartıştığımız aralığın dışında bir kütleye sahip bir karanlık madde parçacığı bulursak, sadece karanlık maddeyi keşfetmekle kalmayacağız, aynı zamanda yerçekiminin ötesinde etki eden yeni bir kuvvet olduğuna dair çok güçlü kanıtlar da bulacağız. karanlık madde.”

İlgili içerik

itibaren büyük patlama Günümüze: Zaman İçinde Dünyamızın Enstantane Fotoğrafları

Fizikteki En Büyük 18 Çözülmemiş Gizem

Evrendeki en garip 15 galaksi

Bu makale ilk olarak tarafından yayınlandı Yaşam Bilimleri. Orijinal makaleyi okuyun Burada.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir