Bu haftanın Doğa sayısında yayınlanan Zürih Üniversitesi bilim adamlarının yeni hesaplamalarına göre, karanlık maddenin yeryüzü kadar ağır ve güneş sistemimiz kadar büyük hayalet haleleri, evrendeki ilk yapılardı.
Bilim adamları, kendi galaksimizin hala, her birkaç bin yılda bir Dünya'dan geçmesi beklenen bu halelerin katrilyonlarını içerdiğini ve bunun ardından parlak, algılanabilir bir gama ışınları izi bıraktığını söylüyor. Günden güne sayısız rastgele karanlık madde parçacığı Dünya'ya ve bedenlerimize tespit edilmeden yağar.
Zürih Üniversitesi Teorik Fizik Enstitüsü'nden Doğa Raporunda yardımcı yazar Prof. Ben Moore, “Bu karanlık madde haleleri, sıradan maddeyi çeken ve sonunda yıldızların ve galaksilerin oluşmasını sağlayan yerçekimi 'tutkalı idi” dedi. . “Bugün gördüğümüzün yapı taşları olan bu yapılar, büyük patlamadan sadece 20 milyon yıl sonra erken oluşmaya başladı.”
Karanlık madde, evrenin kütlesinin yüzde 80'inden fazlasını oluşturur, ancak doğası bilinmemektedir. Etrafımızdaki maddeyi oluşturan atomlardan kendinden farklı görünüyor. Karanlık madde hiçbir zaman doğrudan tespit edilmemiştir; varlığı, sıradan madde üzerindeki yerçekimi etkisi ile ortaya çıkar.
Zürih bilim adamları, hesaplamalarını, büyük patlamada yaratıldığı düşünülen nötrino adı verilen teorik bir parçacık olan karanlık madde için önde gelen adaya dayandırdılar. Sonuçları, ZBox Üniversitesi'nde Moore ve Drs tarafından tasarlanan ve inşa edilen yeni bir süper bilgisayar olan zBox'ta birkaç ay süren çıtırtıları içeriyordu. Joachim Stadel ve Juerg Diemand, raporun ortak yazarları.
“Büyük patlamadan 20 milyon yıl öncesine kadar, evren neredeyse pürüzsüz ve homojendi?” Dedi Moore. Ancak madde dağılımındaki küçük dengesizlikler, yer çekiminin bugün gördüğümüz tanıdık yapıyı yaratmasına izin verdi. Yüksek kütle yoğunluğu olan bölgeler daha fazla madde çekti ve düşük yoğunluklu bölgeler madde kaybetti. Karanlık madde uzayda yerçekimi kuyuları oluşturur ve bunlara sıradan madde akar. Galaksiler ve yıldızlar büyük patlamadan yaklaşık 500 milyon yıl sonra oluşmaya başladı, evren ise 13.7 milyar yaşında.
300 Athlon işlemcinin gücünden yararlanan zBox süper bilgisayarı kullanan ekip, büyük patlamada yaratılan nötrinoların zaman içinde nasıl gelişeceğini hesapladı. Nötrino, “soğuk karanlık madde” için uzun zamandır tercih edilen bir aday oldu, bu da hızlı hareket etmediği ve yerçekimi kuyusu oluşturmak için bir araya gelebileceği anlamına geliyor. Nötrino henüz tespit edilmedi. Bu, temel parçacıkların standart modelindeki tutarsızlıkları düzeltmeye çalışan bir teorinin parçası olan önerilen bir “süpersimetrik” parçacıktır.
Son yirmi yıldır bilim adamları, nötrinoların devasa karanlık madde haloları oluşturabileceğine ve bugün tüm galaksileri kuşatabileceğine inanıyorlardı. Zürih ekibinin zBox süper bilgisayar hesaplamasından ortaya çıkan şey, üç yeni ve dikkat çekici gerçek: İlk önce oluşan dünya kitlesel haleler; bu yapılar son derece yoğun çekirdeklere sahiptir ve katrilyonların galaksimizdeki çağlardan sağ kalmasını sağlamıştır; ayrıca bu “minyatür” karanlık madde haleleri ev sahibi galaksilerinde hareket eder ve geçerken sıradan maddelerle etkileşime girer. Bu halelerin, Pluto'nun çok ötesindeki Oort gelir bulutunu bozması ve güneş sistemimiz aracılığıyla enkaz göndermesi bile mümkündür.
"Bu nötrino halelerin tespiti zor ama mümkün" dedi. Haleler, nötrinolar çarpıştığında ve kendi kendine imha ettiğinde üretilen, en yüksek enerjili ışık formu olan gama ışınları yayarlar.
Santa Cruz'daki California Üniversitesi'ndeki Diemand, “Hayatımız boyunca geçen bir hale (çok şanslı olmalıyız), parlak bir gamma ışını izini kolayca görebilmemiz için yeterince yakın olurdu” dedi.
Bununla birlikte, nötrinoları tespit etmek için en iyi şans, karanlık maddenin yoğunluğunun en yüksek olduğu galaktik merkezlerde veya bu göç eden Dünya-kütle nötrino halolarının merkezlerinde. Daha yoğun bölgeler nötrino çarpışması ve dolayısıyla daha fazla gama ışını şansı sağlayacaktır. Diemand, “Plüton'a yerleştirilen tek bir mumun ışığını görmeye çalışmak gibi bunu tespit etmek hala zor olurdu” dedi.
NASA’nın 2007’de lansmanı planlanan GLAST misyonu, bu sinyalleri varsa tespit edebilecek. VERITAS veya MAGIC gibi yer tabanlı gama ışını gözlemcileri de nötrino etkileşimlerindeki gama ışınlarını tespit edebilir. Önümüzdeki birkaç yıl içinde İsviçre'deki CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı süpersimetri kavramlarını doğrulayacak veya dışlayacaktır.
Nötrino halenin görüntüleri ve bilgisayar animasyonları ve bilgisayar simülasyonlarına dayalı evrendeki erken yapı http://www.nbody.net adresinde bulunabilir.
Albert Einstein ve Erwin Schr? Dinger, Zürih Üniversitesi Teorik Fizik Enstitüsü'nde çalışan, evrenin kökenini ve kuantum mekaniğini anlamamıza önemli katkılarda bulunan önceki profesörler arasındaydı. 2005 yılı Einstein’ın kuantum fiziği ve görelilik alanındaki en dikkat çekici çalışmasının yüzüncü yılıdır. 1905 yılında Einstein doktorasını Zürih Üniversitesi'nden aldı ve üç bilim değiştirici makale yayınladı.
Editörlere not: Joachim Stadel ve Ben Moore tarafından tasarlanan yenilikçi süper bilgisayar, Dolphin / SCI'den iki boyutlu yüksek hızlı bir ağ ile birbirine bağlanan ve patentli bir hava akışı sistemi ile soğutulan 300 Athlon işlemciden oluşan bir küp. Daha fazla bilgi için http://krone.physik.unizh.ch/~stadel/zBox/ adresine bakın. Projeye önderlik eden Stadel şunları kaydetti: “Binlerce bileşenden birinci sınıf bir süper bilgisayarı bir araya getirmek zor bir işti, ancak tamamlandığında İsviçre ve dünyanın en yüksek yoğunluklu süper bilgisayarı en hızlısıydı. Kullandığımız paralel simülasyon kodu, model evrenin ayrı parçalarını farklı işlemcilere dağıtarak hesaplamayı böler. ”
Orijinal Kaynak: Teorik Fizik Enstitüsü? Zürih Üniversitesi Haber Bülteni
