Астрономите от десетилетия търсят тъмна материя, загадъчната невидима форма на материя, която се забелязва само чрез нейната гравитация и която съставлява 27% от цялата маса/енергия във Вселената, повече от пет пъти повече от обикновената материя. Но всички търсения досега не са довели до нищо. Сега датски изследователи смятат, че все пак има начин да я открият, разгледайки 21 см радиолиния от ранната Вселена.
В големи мащаби влиянието на тъмната материя се забелязва чрез гравитационните ефекти, които има върху структури като галактически клъстери и свръхклъстери. Но може би влиянието е забележимо и в най-малкия мащаб, този на атомите. И точно това са изследвали Джо Верволт (Jo Verwohlt) и неговият екип от университета в Копенхаген. Те смятат, че тъмната материя трябва да бъде видима, като се погледне 21-сантиметровата емисионна линия на водород от ранната Вселена при z > 10. ("z" е параметър на червено отместване, който астрономите използват, за да обозначат колко бързо друг обект или регион се отдалечава от нас заради космическото разширение, ефектът на Доплер, който включва релативистични скорости. Регионът, който има z=10, се разширява с 99,8% от скоростта на светлината от Земята.).
Те се основават на хипотезата, че тъмната материя може да реагира с така нареченото тъмно лъчение, известно още като тъмен електромагнетизъм или тъмни фотони. Точно както обикновените фотони са носител на електромагнитната сила между заредените частици, тъмните фотони се смятат за носител на взаимодействието между частиците на тъмната материя.
Тъмната лъчение може да е нагряло плътната ранна вселена, защото горещата тъмна радиация взаимодейства с тъмната материя, повишавайки нейната температура. Затоплянето може да е било достатъчно, за да се образуват големи концентрации на ореоли от тъмна материя, хипотетични области, в които тъмната материя е гравитационно свързана и отделена от разширяването на Вселената, локално свързана и вместо това се разширява като цяло, както го правят днес галактиките и клъстерите.
Тези ореоли биха устояли временно и многократно на гравитационен колапс, цикли, наречени "тъмни акустични трептения" – акустични, защото те са колебания в плътността, точно както звуковите вълни са колебания в плътността на въздуха или друга течност.
Верволт и неговият екип смятат, че наблюдението на 21-сантиметровата линия с радиотелескоп като HERA в Южна Африка би трябвало да е достатъчно за измерване на влиянието на ореолите на тъмната материя за година и половина.
Справка: Jo Verwohlt et al, Separating dark acoustic oscillations from astrophysics at cosmic dawn, Physical Review D (2024). DOI: 10.1103/PhysRevD.110.103533. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2404.17640
Източник: Observing dark matter at cosmic dawn, David Appell, Phys.org
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари