Μέσα σε ένα μήνα από τη Μεγάλη Έκρηξη, μια δεύτερη κοσμική έκρηξη μπορεί να έδωσε στο σύμπαν τη σκοτεινή του ύλη, σύμφωνα με νέα έρευνα.
Η Μεγάλη Έκρηξη μπορεί να συνοδεύτηκε από μια σκιά, τη «Σκοτεινή» Μεγάλη Έκρηξη που πλημμύρισε το σύμπαν μας με μυστηριώδη σκοτεινή ύλη, πρότειναν οι κοσμολόγοι σε μια νέα μελέτη. Και ίσως μπορέσουμε να δούμε τα στοιχεία για αυτό το γεγονός μελετώντας τους κυματισμούς στον ιστό του χωροχρόνου.
Μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, πιστεύουν οι περισσότεροι κοσμολόγοι, το σύμπαν υπέστη μια περίοδο ταχείας, αξιοσημείωτης διαστολής στις πρώτες του στιγμές, γνωστή ως πληθωρισμός. Κανείς δεν ξέρει τι πυροδότησε τον πληθωρισμό, αλλά είναι απαραίτητο να εξηγήσουμε μια ποικιλία παρατηρήσεων, όπως η ακραία γεωμετρική επιπεδότητα του σύμπαντος σε μεγάλες κλίμακες.
Ο πληθωρισμός προφανώς οδηγήθηκε από κάποιο εξωτικό κβαντικό πεδίο, το οποίο είναι μια θεμελιώδης οντότητα που εμποτίζει όλο τον χωροχρόνο. Στο τέλος του πληθωρισμού, αυτό το πεδίο διασπάστηκε σε μια βροχή σωματιδίων και ακτινοβολίας, προκαλώντας την «Καυτή Μεγάλη Έκρηξη» που οι φυσικοί συνήθως συνδέουν με την αρχή του σύμπαντος. Αυτά τα σωματίδια θα συνενώνονταν στα πρώτα άτομα όταν ο Κόσμος ήταν περίπου 12 λεπτών και – εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια αργότερα – άρχισαν να συσσωρεύονται σε αστέρια και γαλαξίες.
Αλλά υπάρχει ένα άλλο συστατικό στο κοσμολογικό μείγμα: η σκοτεινή ύλη. Για άλλη μια φορά, οι κοσμολόγοι δεν είναι σίγουροι τι είναι η σκοτεινή ύλη, αλλά βλέπουν τα στοιχεία για την ύπαρξή της μέσω της βαρυτικής της επίδρασης στην κανονική ύλη.
Στα πιο απλά μοντέλα, το τέλος του πληθωρισμού και η επακόλουθη Hot Big Bang πλημμύρισαν επίσης το σύμπαν με σκοτεινή ύλη, η οποία εξελίχθηκε κατά μήκος μιας ανεξάρτητης τροχιάς. Αλλά αυτή η υπόθεση γίνεται απλώς για λόγους απλότητας, πρότειναν δύο κοσμολόγοι σε μια εργασία που εμφανίστηκε τον Φεβρουάριο στη βάση δεδομένων προεκτύπωσης arXiv(ανοίγει σε νέα καρτέλα). Οι επιστήμονες δεν βλέπουν στοιχεία για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης μέχρι πολύ αργότερα στην εξέλιξη του σύμπαντος, αφού η άπιαστη ουσία είχε αρκετό χρόνο για να ασκήσει βαρυτική επιρροή, επομένως δεν χρειάζεται να έχει γεμίσει το σύμπαν στο Hot Big Bang παράλληλα με το κανονικό ύλη. Επιπλέον, επειδή η σκοτεινή ύλη δεν αλληλεπιδρά με την κανονική ύλη, μπορεί να είχε τη δική της «Σκοτεινή» Μεγάλη Έκρηξη, ισχυρίζονται οι ερευνητές.
The Dark Big Bang
Στην εργασία τους οι ερευνητές διερεύνησαν πώς θα έμοιαζε ένα Dark Big Bang. Πρώτον, υπέθεσαν την ύπαρξη ενός νέου κβαντικού πεδίου – ένα λεγόμενο «σκοτεινό πεδίο», το οποίο είναι απαραίτητο για να επιτρέψει στη σκοτεινή ύλη να σχηματιστεί εντελώς ανεξάρτητα.
Σε αυτό το νέο σενάριο, η Σκοτεινή Μεγάλη Έκρηξη ξεκινά μόνο αφού ο πληθωρισμός εξαφανιστεί και το σύμπαν διαστέλλεται και ψύχεται αρκετά ώστε να αναγκάσει το σκοτεινό πεδίο στη δική του μετάβαση φάσης, όπου μεταμορφώνεται σε σωματίδια σκοτεινής ύλης.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το Dark Big Bang έπρεπε να υπακούσει σε ορισμένους περιορισμούς. Αν ήταν πολύ νωρίς, θα υπήρχε πολύ σκοτεινή ύλη σήμερα, και αν ήταν πολύ αργά, θα ήταν πολύ λίγη. Αλλά αν η Σκοτεινή Μεγάλη Έκρηξη συνέβη όταν το σύμπαν ήταν λιγότερο από ένα μήνα ζωής, θα μπορούσε να συμφωνήσει με όλες τις γνωστές παρατηρήσεις.
Η εισαγωγή ενός Dark Big Bang έχει πολλά πλεονεκτήματα.
Πρώτον, είναι συνεπής με όσα γνωρίζουν οι επιστήμονες για τη σκοτεινή ύλη: εάν δεν αλληλεπιδρά με την κανονική ύλη, τότε δεν υπάρχει λόγος να έχουν κοινή προέλευση.
Δεύτερον, επιτρέπει στους ερευνητές να δημιουργούν μοντέλα σκοτεινής ύλης χωρίς να χρειάζεται να ανησυχούν για το πώς θα επηρεάσουν τη συμπεριφορά της κανονικής ύλης σε πολύ πρώιμους χρόνους, κάτι που δίνει στους επιστήμονες πολύ μεγαλύτερη ευελιξία στη δημιουργία μοντέλων.
Αλλά το πιο σημαντικό, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι μια Σκοτεινή Μεγάλη Έκρηξη παράγει μια συγκεκριμένη υπογραφή στα βαρυτικά κύματα, τα οποία είναι κυματισμοί στο χωροχρόνο που εξακολουθούν να περιστρέφονται γύρω από το σύμπαν σήμερα. Αυτό σημαίνει ότι η θεωρία θα μπορούσε μια μέρα να είναι ελεγχόμενη.
Οι ερευνητές παραδέχονται ότι τα τρέχοντα πειράματα βαρυτικών κυμάτων δεν έχουν την ευαισθησία να βρουν υπογραφές του Dark Big Bang. Αλλά ένας άλλος ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων που χρησιμοποιεί αποστάσεις από μακρινά πάλσαρ, γνωστός ως Pulsar Timing Arrays όπως το πείραμα NANOGrav(ανοίγει σε νέα καρτέλα), μπορεί απλώς να είναι σε θέση να κάνει το κόλπο.
Ακολουθήστε μας στα κοινωνικά δίκτυα facebook, twitter, instagram, youtube, και στο Google news. Διαβάστε την e-enimerosi.com για να ενημερώνεστε για όλα τα νέα, από την Ελλάδα και τον κόσμο, κάνετε εγγραφή στην σελίδα και πατήστε το καμπανάκι για να ενημερώνεστε πρώτοι έγκαιρα και έγκυρα.
πηγή Αρχική εικόνα: Εικόνα: Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία, NASA και Jean-Paul Kneib (Observatoire Midi-Pyrénées, Γαλλία/Καλτέχ, ΗΠΑ))