Второй большой взрыв?

Темная материя

Что такое темная материя? Темная материя — это невидимая субстанция, которая скрепляет большие структуры, такие как галактики, и удерживает вместе космическую паутину, на которую, по-видимому, влияет только гравитация, и она очень загадочна. Она составляет около 27% вещества во Вселенной, тогда как материя составляет лишь 5%, и тем не менее, даже при десятках поисков ни один из них не нашел никаких признаков обнаружения темной материи, что заставляет нас полагать, что, возможно, только гравитация может повлиять на нее.

Открытие темной материи

Хотя никто на самом деле не нашел темную материю, кто-то, должно быть, догадался о ее существовании. верно?

Ну, все началось со швейцарского астронома по имени Фриц Цвикки, который впоследствии придумал термин «dunkle materie», что на немецком языке означает «темная материя». В 1933 году он опубликовал статью о странном происшествии. В скоплении галактик, называемом скоплением Комы, были галактики, которые двигались слишком быстро, а это означало, что им следовало ускользнуть от него, однако они все равно остались вместе. Доктор Цвики понял, что скопление может удерживать какая-то странная невидимая материя, хотя у него не было достаточно доказательств, чтобы сделать эту теорию широко известной.

Позже, в 1970-х годах, американский астроном Вера Рубин заметила, что звезды на окраинах спиральных галактик должны были быть отброшены в безбрежный космос из-за вращательного движения галактики, а это означает, что спиральные галактики не должны были отбрасываться в безбрежный космос. существуют вообще. Это предполагало, что существует какая-то материя, удерживающая галактику вместе, но ее не было видно, поэтому она решила, что это, должно быть, темная материя Цвикки, удерживающая вместе галактики и скопления галактик.

Это свидетельство было настолько очевидным, что теперь оно широко признано научным сообществом, хотя остается неясным, что это на самом деле.

Важно Примечание:

Прежде чем мы продолжим, важно отметить, что темная материя – это не то же самое, что темная энергия. Темная энергия — это таинственная сила, которая заставляет Вселенную расширяться, а тёмная материя — это то, что удерживает вместе большие структуры, такие как галактики.

И обратно в мир статья:

Большой темный взрыв

Физики искали темную материю более 40 лет, но безуспешно. Они проводят эксперименты по поиску слабо взаимодействующих массивных частиц, или сокращенно вимпов. Ученые надеются, что если эти вимпы действительно существуют, они будут взаимодействовать со слабыми ядерными силами, а также с гравитацией, а это означает, что они будут реагировать с атомными ядрами. Физики наблюдают за чанами с очень плотной жидкостью в надежде увидеть вспышку частицы темной материи, столкнувшейся с ядром одного из атомов. 

Однако до сих пор это не дало никаких результатов, предполагая, что на темную материю не влияет слабое ядерное взаимодействие, которое некоторые физики называют «кошмарным сценарием», поскольку гравитация очень мало влияет на вещи в таком маленьком масштабе.

Кэтрин Фриз считает, что ключ к обнаружению темной материи — это понять ее происхождение. В феврале 2023 года Фриз и Мартин Винклер предположили, что мог произойти еще один большой взрыв, через несколько недель после традиционного «горячего большого взрыва», назвав его «темным большим взрывом», который, возможно, породил частицы темной материи, которые сегодня составляют почти треть Вселенной.

«Люди всегда предполагают, что все было создано одновременно в одном большом взрыве, но кто на самом деле знает?» - говорит Фриз.

Еще в 1949 году ученые сначала скептически отнеслись к идее большого взрыва, но в 1964 году они обнаружили космический микроволновый фон, или сокращенно реликтовое излучение, которое объясняется только большим взрывом. Вместо этого Фриз надеется обнаружить аналогичный фоновый шум, состоящий из гравитационных волн, что доказывает его существование.

Видите ли, расчеты Фриза и Винклера предполагают, что существуют три разные возможности темного большого взрыва, каждая из которых состоит из разных частиц, хотя все они должны были бы произойти в течение примерно месяца после горячего большого взрыва, чтобы не повлиять на создание Вселенной иначе, чем мы видим его сегодня.

«Вы должны быть абсолютно уверены, что не вмешиваетесь в стандартную эволюцию космологии». - Кэтрин Фриз

1. Первый темный большой взрыв является внезапным, в результате которого образуются большие расширяющиеся «пузыри», которые при столкновении высвобождают энергию. Пузыри были бы настолько энергичными, что их масса могла бы в 10 триллионов раз превышать массу протона, поэтому Фриз и Винклер назвали их «Даркзиллами» в честь вымышленного японского монстра «Годзиллы».
2. Если бы темный большой взрыв был более постепенным процессом, то возникающие частицы были бы легче и представляли собой вимпы, которые так ищут многие ученые, которые имели бы свои собственные силы природы, такие как темные электромагнетизм для создания темных фотонов.
3. Однако, если эти темные силы не существуют в постепенном решении, то у вас останутся частицы темной материи, которые не могут сбалансировать свою энергию, заставляя их поглощать друг друга при столкновении.

Конечно, это лишь некоторые из возможностей для темного большого взрыва, однако это так. до сих пор неясно, откуда возьмется энергия для темного большого взрыва.

Но какое отношение это имеет к гравитационным волнам? Уэлл Фриз говорит, что сталкивающиеся пузыри оставят в пространстве-времени гравитационную рябь, известную как гравитационные волны, подобные реликтовому излучению, возникшему в результате горячего Большого взрыва. На самом деле вполне возможно, что мы уже обнаружили эти волны, поскольку мы обнаруживаем их с 2016 года, обнаружив более сотни из них. Обычно они вызываются столкновениями плотных объектов, таких как черные дыры или нейтронные звезды, но существует своего рода фоновый шум, который, скорее всего, может быть вызван столкновением далеких черных дыр, но это также может быть сигналом темного большого взрыва. 

"Шкалы [энергии], о которых мы говорим для темного большого взрыва, идеально подходят для столкновений пузырей, которые дадут вам [эти] сигналы". говорит доктор Фриз

Независимо от того, выдержит ли эта теория испытание временем или будет опровергнута, поиск продолжается, чтобы найти доказательства того, что действительно был темный большой взрыв.

Истину всегда можно найти в простоте, а не в множественности и путанице вещей. - Исаак Ньютон

Источники:

Изображение на обложке: https://scitechdaily.com/images/Dark-Big-Bang-Comparison-scaled.jpg

Источник информации 1: New Scientist, 11 ноября 2023 г.: https://www.newscientist.com/issue/3464/

Источник информации 2: https://science.nasa.