Egzotik karanlık madde teorileri. Eğer evrendeki en korkunç şeylerin hayranıysanız, bu makale tam size göre.
Evrenimizin içeriğinin çoğu fizik tarafından tamamen bilinmeyen bir formdadır. Bu hepimizin alışması gereken ham bir gerçek. Bunun sadece bir çeşitkozmolojik sorun, sadece en büyük ölçeklerde ortaya çıkan bir sorun, o zaman senin için kötü haberlerim var. Kozmosun bu gizemli bileşenlerinden biri - anlayabildiğimiz kadarıyla - bir tür maddedir.
Ama sadece herhangi bir madde biçimi değil, aksi halde bunu şimdiye kadar görürdük. Hayır, bunun bir çeşitkaranlık Önemli olmak; ışıkla etkileşime girmeyen madde. Emisyon yok. Emilim yok. Saçılma yok. Hiçbir şey değil. Ve karanlık maddenin var olması,o şaşırtıcı, değil mi? Sonuçta, kim evrendeki her şeyi dikte ettizorunlu ışık ile etkileşim?
Kimse yapmadı ve işte buradayız. Rastgele bir galaksiye bakarsanız, aydınlanan şeyler - yıldızlar, bulutsular, vb. - Bu galaksideki toplam kütle miktarının sadece küçük bir kısmını temsil eder. “Normal” madde ile karanlık şeyler arasındaki tam oran, galaksinin oluşum tarihi gibi birçok faktöre bağlıdır. Ancak genel olarak, galaksi ne kadar küçük olursa, karanlık madde o kadar fazla hakimdir.
Cüce galaksiler olarak bilinen en küçük gökadalar, karanlık maddeyi incelemek için kullanışlı bir laboratuvar sağlayabilir. Bu galaksilerde karanlık madde, karanlık maddenin bir şeyleri gerçekten karmaşıklaştırmak için bu sinir bozucu ışıkla etkileşen maddeden herhangi biri olmadan ne yaptığını yapmakta özgürdür. Karanlık madde, zayıf nükleer kuvvet yoluyla kendisiyle etkileşime girmek gibi garip bir şey yaparsa (sadece varolduğundan daha garip) veya birden fazla egzotik parçacık türünden oluşuyorsa, herhangi bir etki, bir cüce galakside benzer bir şeyden daha belirgin hale gelecektir. Samanyolu.
Tüm bu ilginç ve fizik, kaputun altında gerçekleşirken, bunu görmek bizim için zor olan küçük uyarı hariç, hepsi harika ve iyi. Çünkü karanlık.
Karanlık madde hakkında anlamadığımız birçok şeyden biri, galaksilerin çekirdeklerinde nasıl davrandığıdır. Gökada evriminin basit simülasyonları, bir galaksinin kremsi merkezinde oturan inanılmaz derecede yüksek yoğunluklu sert bir somun olan “doruk” olarak adlandırılan bir şeyi öngörür. Ancak gözlemler bunu göstermez: tüm bu karanlık maddenin yerçekimi etkisinden sonra çok fazla yıldız olmalı. Ve kesinlikle bir galaksinin merkezinde çok fazla yıldız var, ama değilo Birçok.
Bir şey merkezi karanlık maddeyi düzeltmek zorunda. Karanlık maddenin kendisinde egzotik etkileşimler olabilir. Süpernova rüzgarları gazı dışarı atmak gibi daha sıradan nedenler olabilir. İkisi de olabilir, ikisi de olmayabilir.
Gökbilimciler galaksi göbekleri ve özellikle cüce gökadalarla çok, çok ilgilenirler, çünkü orada karanlık madde hakkında çok şey öğrenebilirler. Ve karmaşık, dağınık fiziğine rağmen, altta yatan karanlık maddenin davranışını izleyebileceğimizi umarak cüce galaksileri gözlemlemek, incelemek ve incelemek için hala yıldızlara ve gaza ihtiyacımız var. Ancak cüce galaksiler uzak, loş ve küçük - ve çekirdekleri daha da fazla.
Onların içine nasıl bakabiliriz?
Neyse ki galaksiler yıldız vatandaşlardan daha fazlasına sahiptir. Kara delikleri de var. Çekirdeklerinde dev süper kütleli olanlar ve içinde yüzen milyonlarca küçük olanlar. Dev kara deliklerin ev sahibi gökadalarının göbeklerinde toplanma eğilimi göstermesi yararlı olabilir. Belki de - burada benimle çalışın - bir şekilde cüce gökadaların içindeki kara deliklerin davranışını inceleyebilirsek, karanlık maddenin doğası hakkında bazı ipuçları alabiliriz.
Ancak kara delikler de siyah ve görülmesi zor. Ve küçük. Ve çok uzakta. Neyse ki, kara delikler görmemiz gerekmiyor - onları duyabiliyoruz.
Kara delikler çarpıştığında, uzay-zaman kumaşını o kadar çok sarsar ve deforme ederler ki, ağır bir taştan yayılan dalgaların suya düşmesi gibi dalgalara neden olurlar. Bu yerçekimi dalgaları uzaya ışık hızında yayılır, her zaman müdahale eden herhangi bir maddeyi yıkarken sıkar ve sıkar. Aslında, bedeniniz, bunu okurken, Dünya'dan geçen sayısız yerçekimi dalgalarından bir macun parçası gibi çekiliyor ve bastırılıyor.
Bu yerçekimi dalgalarının tespiti inanılmaz derecede zordur, bu yüzden onları ölçen ilk insanlar, ince sinyali yakalamak için müdahale eden ışık ışınlarını kullanmak için onlarca yıllık çabaları nedeniyle bazı Nobel ödülleri aldı.
Ancak Dünya'nın yüzeyindeki üç yerçekimi dalga gözlemevimiz, cüce-gökada-gökadadan araştırmaya-karanlık madde sorunumuzda bize yardımcı olamaz. Şu kara delikler -orta kütleli kara delikler - Samanyolu'nda birleştiklerinde algılanabilir bir sinyal yolu yapmak için çok küçükler.
Fakat uzayda yerçekimi dalgası gözlemcisi olabilir. Önerilen LISA misyonu (tahmin edebileceğiniz gibi, Lazer İnterferometre Uzay Anteni anlamına gelir), cüce galaksilerin kalbinde bulunanlar gibi, orta boyutlu kara deliklerin birleşme sinyalini görmek için doğru duyarlılığa sahip olabilir.
Ve yakın zamanda Zürih Üniversitesi'nden Tomas Tomfal liderliğindeki Astrofizik Dergi Mektupları tarafından kabul edilen yeni bir makaleye göre, farklı karanlık madde modelleri (ve normal ışık seven tür maddelerle olası etkileşimleri) ne sıklıkta ve ne kadar hızlı bir şekilde etkileyebilir. cüce galaksilerdeki kara delikler birleşir, bu da LISA'nın birbirinden ayırabileceği bir şeydir.
Karanlık maddeyi anlamak için dolambaçlı bir yoldur, ancak bu kadar can sıkıcı bir problemde, ümit vericidir.
Devamını oku: “Cüce Gökadaların Birleştirilmesinde LISA Kara Delik İkili Oluşturulması: Karanlık Maddenin Baskısı”
