Manapság számtalan csillagot és galaxist látunk pislákolni az univerzumban, de mennyi anyag van valójában? A kérdés elég egyszerű, de a válasz meglepőnek tűnik.
Ez a dilemma nagyrészt azért áll fenn, mert a jelenlegi kozmológiai megfigyelések egyszerűen nem értenek egyet azzal kapcsolatban, hogyan oszlik el az anyag a jelenlegi univerzumban.
Hasznos lenne egy új számítógépes szimuláció, amely nyomon követi az univerzum összes elemének – a közönséges anyag, a sötét anyag és a sötét energia – fejlődését a fizika törvényei szerint. A lenyűgöző képek a képen látható galaxisokat és galaxishalmazokat mutatják be Világegyetemaz ún A kozmikus háló. Ez a hálózat az A világegyetem legnagyobb szerkezeteközönséges anyagból vagy barion anyagból álló filamentekből épült, és Sötét anyag.
Ellentétben a korábbi szimulációkkal, amelyek csak a sötét anyagot vizsgálták, az új munka, amelyet a FLAMINGO nevű projekt (a teljes égbolt leképezéssel történő teljes skálájú szerkezetszimuláció rövidítése a következő generációs megfigyelések értelmezésére) végzett, a normál anyagot is nyomon követi.
Összefüggő: Szimulációban élünk? A probléma ezzel az elképesztő hipotézissel.
„Bár a sötét anyag uralja a gravitációt, a közönséges anyag hozzájárulása már nem elhanyagolható” – mondta egy cikkben Jupp Shaye, a holland Leideni Egyetem professzora, a Flamingo projektről szóló három új tanulmány társszerzője. nyilatkozat.
Ami azt illeti, hogy az univerzum valójában mennyi anyagot tartalmaz, a csillagászok azt mondják, hogy az ehhez hasonló számítógépes szimulációk nem csak jó kozmikus szemcseppek, hanem fontos vizsgálatok is, amelyek segítenek meghatározni a kozmológiai „S8 feszültségnek” nevezett jelentős eltérés okát. Ez a folyamatban lévő vita arról, hogyan oszlik el az anyag a világegyetemben.
Mi az S8 feszültsége?
Az univerzum felfedezésekor a csillagászok néha az úgynevezett S8 paraméterrel dolgoznak. Ez a paraméter lényegében azt írja le, hogy az univerzumban lévő összes anyag mennyire „csomósodott” vagy szorosan össze van csomagolva, és pontosan mérhető az úgynevezett alacsony vöröseltolódású megfigyelések segítségével. A csillagászok használják Vöröseltolódás Megmérni, milyen messze van egy tárgy Földés alacsony vöröseltolódásos vizsgálatok, mint például a „gyenge Gravitációs lencse A „felmérések” fényt deríthetnek a távoli, tehát régebbi univerzumban kibontakozó folyamatokra.
De az S8 értéke függvény segítségével is megjósolható Alapforma Kozmológia. A tudósok lényegében úgy tudják beállítani a modellt, hogy illeszkedjen az objektum ismert tulajdonságaihoz Kozmikus mikrohullámú háttér (CMB), ami az ősrobbanásból származó maradék sugárzás, és onnan számítsa ki az anyag csomósodását.
Szóval, itt van a dolog.
A CMB-kísérletek magasabb S8-értéket találtak, mint a gyenge gravitációs lencsés felmérések. A kozmológusok nem tudják, miért, ezt az ellentmondást S8 feszültségnek nevezik.
Valójában az S8 feszültsége a kozmológiában kialakuló válság, amely alig különbözik híres rokonától: Hubble feszültségAmi azokra az ellentmondásokra vonatkozik, amelyekkel a tudósok szembesülnek az univerzum tágulási sebességének meghatározásakor.
Az ok, amiért a csapat új szimulációja nem ad választ az S8 jitter problémájára, az nagy baj, mert a korábbi szimulációktól eltérően, amelyek csak a sötét anyagnak a fejlődő univerzumra gyakorolt hatásait vették figyelembe, a legújabb munka figyelembe veszi a hétköznapi anyag is. A sötét anyaggal ellentétben a közönséges anyag irányítja gravitáció Valamint a gáz által az univerzumban generált nyomás. Például galaktikus szelek hajtják Szupernóva Kitörések és aktívan felhalmozódnak Szupermasszív fekete lyukak Ezek olyan kulcsfontosságú folyamatok, amelyek a közönséges anyagot újraelosztják azáltal, hogy részecskéit galaxisokba fújják hely.
Azonban még a közönséges anyag új munkájának, valamint néhány szélsőségesebb galaktikus szelnek a tanulmányozása sem volt elegendő a jelenlegi univerzumban megfigyelhető gyenge anyagcsomósodás magyarázatára.
„Kedve vagyok itt” – mondta Shay a Space.com-nak. „Izgalmas lehetőség, hogy a feszültség a kozmológia standard modelljének vagy akár a fizika standard modelljének hibáira mutat.”
kép 1 nak nek 4
Furcsa fizika vagy hibás modell?
Szóval, honnan ered ez az S8 feszültség?
„Nem tudjuk, mi teszi ezt olyan izgalmassá” – mondta a Space.com-nak Ian McCarthy, a brit Liverpool John Morris Egyetem elméleti asztrofizikusa, három új tanulmány társszerzője.
A számítógépes szimulációk, például a FLAMINGO által végzett szimulációk azonban egy lépéssel közelebb hozhatnak bennünket. Segíthet feltárni az S8 remegésének okát, mivel az univerzum hipotetikus nagy térképe segíthet azonosítani a jelenlegi méréseink lehetséges hibáit. Például a csillagászok lassan kizárják a kérdés hétköznapibb magyarázatait, például azt, hogy ennek oka lehet a nagyméretű struktúrák megfigyelésének általános bizonytalansága vagy magának a CMB-nek a problémája.
Valójában a csapat arra számít, hogy a természetes anyagok hatásai sokkal erősebbek lehetnek, mint a jelenlegi szimulációkban. Ez azonban szintén valószínűtlennek tűnik, mivel a szimulációk jól egyeznek a galaxisok és galaxishalmazok megfigyelt tulajdonságaival.
„Minden ilyen lehetőség nagyon izgalmas, és fontos kihatással van az alapvető fizikára és a kozmológiára” – mondta McCarthy. De a legérdekesebb lehetőség az, hogy „a Standard Modell valamilyen szempontból helytelen”.
Például a sötét anyagnak furcsa, önkölcsönhatásba lépő tulajdonságai lehetnek, amelyeket a Standard Modell nem vesz figyelembe, és az S8 jitter a gravitációs elméletünk összeomlását jelezheti nagyobb léptékben, mondta McCarthy.
Míg azonban a legújabb szimulációk nyomon követik a természetes anyagok és a szubatomi részecskék hatásait, amelyeket… Neutrinók – Mindkettő fontosnak bizonyult ahhoz, hogy pontos előrejelzéseket lehessen készíteni arról, hogyan fejlődtek a galaxisok az idők során – de nem oldották meg az S8 feszültségi problémáját.
Íme a meglepő dolog: Alacsony vöröseltolódás esetén az univerzum észrevehetően kevésbé rögös, mint azt a Standard Modell jósolta. De olyan mérések, amelyek az univerzum szerkezetét vizsgálják között A CMB és az alacsony vöröseltolódás mérései „teljes mértékben összhangban vannak a standard modell előrejelzéseivel” – mondta McCarthy. „Úgy tűnik, az univerzum a kozmikus történelem nagy részében az elvárásoknak megfelelően viselkedett, de ez később megváltozott a kozmikus történelem során.”
Az S8 feszültségének feloldásának kulcsa talán abban rejlik, hogy megválaszoljuk, hogy pontosan mi is késztette ezt a változást.
Ez a kutatás az leírta ban ben három Levelek Megjelent a Royal Astronomical Society havi közleményében.
Lili Farkas az Androbit szerzője, aki hírekkel, politikával, üzleti témákkal, technológiával, sporttal, szórakozással és életmóddal foglalkozik. Célja, hogy közérthető, hasznos és megbízható információkkal segítse az olvasókat az aktuális események és fontos témák követésében.
More Stories
Apple okosgyűrű fejlesztésén dolgozhat – érkezhet az iRing
Rejtélyes marsi jelenséget azonosítottak egy elveszett NASA-űrszonda korábbi adatai alapján
Óriási aszteroida közelíti meg a Földet: a NASA szerint továbbra sincs teljes védelem