Poznať hlavných hypotetických kandidátov na temnú hmotu

My v spoločnosti Mega Curioso sme pri viacerých príležitostiach hovorili o temnej hmote. Ako sme vysvetlili, je neuveriteľne ťažké zistiť, pretože neabsorbuje alebo neodráža svetlo, a preto je neviditeľný. Na druhej strane, jeho existencia je skutočná, pretože jej gravitačnú silu a jej interakciu s bežnou hmotou vo vesmíre je možné zmerať - a astronómovia sa domnievajú, že z nej pozostáva viac ako 25% vesmíru.

To znamená, že podľa Johar Ashfaque, výskumníka z University of Liverpool, Anglicko, keď sa pozrieme do vesmíru, aj keď to robíme prostredníctvom najcitlivejšieho a najvýkonnejšieho vybavenia, ktoré máme, môžeme vidieť iba malú časť toho, čo existuje. tam.

Podľa Johara je v skutočnosti na každý gram atómov vo vesmíre päťkrát viac temnej hmoty - a hoci je to také hojné množstvo, vedci sa o ňu pokúšajú zistiť už desaťročia. Zatiaľ čo sa veda naďalej snaží rozprávať tajomstvo toho, čo je temná hmota, koniec koncov sú niektoré hypotetické častice považované za silných kandidátov. Tu sú:

1 - WIMP

Názov WIMP pochádza z Weakly Interactioning Massive Particles a označuje hypotetickú časticu, ktorá sa správa inak ako hmota, ako ju poznáme. Matematické modely poukázali na to, že ak táto častica existuje, bude päťkrát hojnejšia ako obyčajná hmota - zhoduje sa s množstvom temnej hmoty prítomnej vo vesmíre.

Podľa Johara by WIMP interagovali s obyčajnou hmotou prostredníctvom ich elektromagnetickej sily, čo by vysvetľovalo, prečo je temná hmota neviditeľná. Ako vysvetlil, asi 10 000 z týchto častíc by prechádzalo každou štvorcovou palec našej planéty za sekundu a interagovalo by iba pomocou gravitácie a vyvíjalo malú silu.

Ak teda vedci niekedy potvrdia existenciu WIMP, ich vlastnosti naznačujú, že by sa dali zistiť pomocou ich zrážok - čo by ovplyvnilo častice nabité tu na našej planéte, čo by spôsobilo, že by produkovali svetlo.

2 - Axions

Podľa Johara by axóny boli hypotetickými časticami, ktoré sa pohybujú pomaly, majú malú hmotnosť, nemajú žiadny náboj a iba slabo interagujú s bežnou hmotou - to znamená, že by nebolo ľahké ich odhaliť.

Fyzici sa však domnievajú, že ak sa potvrdí ich existencia, hmotovo špecifické axóny by mohli vysvetliť neviditeľnú povahu temnej hmoty, pretože ak by boli ľahším alebo ťažším bitom, mohli by sme ich odhaliť. Navyše, ak by tieto častice existovali, boli by schopné degradovať na fotónové páry a fyzici by mohli svoje hľadanie zamerať na tieto páry svetelných častíc, aby potvrdili svoju prítomnosť.

3 - MALE

Mali ste na mysli, že ste názov „MALE“ nepovažovali za zábavné? V skutočnosti to znamená Massive Compact Halo Object a odkazuje na hypotetickú časticu, ktorá patrí k najsilnejším kandidátom na vysvetlenie existencie a pôvodu hmoty. tma.

Ako vysvetlil Johar, tak ako v prípade hnedých a bielych trpaslíkov a neutrónových hviezd, MALE ( vážne ... meno je skvelé! ) By sa skladalo aj z obyčajnej hmoty. Čo však robí tieto častice neviditeľnými, je to, že emitujú málo alebo vôbec žiadne svetlo.

Jedným zo spôsobov, ako ich odhaliť, by bolo sledovanie jasu vzdialených hviezd pomocou javu známeho ako „gravitačné šošovky“. Tento efekt sa pozoruje, keď sa svetlo emitované hviezdami vychýli, keď prechádzajú cez obrovské nebeské objekty - napríklad galaxie - ktoré odkláňajú svetlo od objektov za nimi vo vzťahu k pozorovateľom tu na Zemi.

Pretože tento vizuálny fenomén môže spôsobiť, že svetlo emitované najvzdialenejším objektom sa „zaostrí“ vďaka rušeniu od najbližšieho objektu, čím sa zvýši jas najvzdialenejšieho tela - čo by vedcom umožnilo odhadnúť množstvo skrytej hmoty. tam.

Problém spočíva v tom, že účinok závisí od množstva bežnej - temnej hmoty -, ktorá existuje v galaxii, a Johar povedal, že vedci sa domnievajú, že je nepravdepodobné, že by sa mohlo zhromaždiť dostatok týchto temných telies, aby sa ospravedlnila hojnosť temnej hmoty. ktorý existuje vo vesmíre.

4 - Kaluza-Kleinovo častice

Kaluza-Kleinova teória je založená na existencii neviditeľnej piatej dimenzie - po čase a ďalších troch rozmeroch priestoru, konkrétne výšky, šírky a hĺbky. Táto teória tiež predpovedá časticu, ktorá by mala hmotu ekvivalentnú 550 až 650 protónom a mohla by vysvetliť existenciu temnej hmoty.

Podľa Johara mohla častica predpovedaná Kaluza-Kleinom interagovať s hmotou prostredníctvom elektromagnetizmu a gravitácie. Keďže by to však bolo v dimenzii, ktorú „nevidíme“, vysvetlilo by to, prečo to nedokážeme nájsť jednoduchým nasmerovaním ďalekohľadov k nebi.

Na druhej strane, pretože častice Kaluza-Klein by sa mali rozpadnúť na merateľné častice - napríklad fotóny a neutrína - sa to fyzici snažia zistiť experimentovaním s Large Hadron Collider.

5 - Gravitino

Podľa Johara bola existencia gravitínu predpovedaná kombináciou supersymetrickej teórie a všeobecnej teórie relativity, tj teórií supergravitácie. Prvá z nich - supersymetria - uvádza, že všetky bozóny (častice, ktoré majú celé spin, ako je to v prípade fotónov), majú hypotetickú superspoločnosť známu ako „fotino“, ktorá má zase poločíslo spin.,

V podstate by gravitino bolo (tiež hypotetickým) gravitačným super-spoločníkom - čo by bola častica zodpovedná za prenos gravitačnej sily. V niektorých modeloch supergravitácie, v ktorých má gravitín malú hmotnosť, by to mohlo vysvetliť prítomnosť temnej hmoty.

* Zverejnené 15. decembra 2015