Keista klampios tamsiosios medžiagos, kuri sudaro didžiąją dalį Visatos materijos, forma gali stebinti ankstyvąja jos evoliucija - ir palengvinti didžiojo sprogimo bangų aptikimą. Yra žinoma, kad tamsiosios materijos yra paslaptinga medžiaga, kuri sudaro 80% mūsų pasaulyje esančios medžiagos, tačiau sąveikauja su įprasta materija tik gravitaciniu būdu. Šiuo metu populiariausiu kandidatu į tamsiąją medžiagą laikomi WIMP (WIMP), silpnai sąveikaujantys masyvūs daleliai, tačiau dešimtmečiai ieškant šios dalelės nieko nenuveikė. WIMP taip pat prognozuoja konkrečius dalykus, kurių mes nematome Visatoje, pavyzdžiui, mini galaktikų spiečius aplink Paukščių Taką.
Yra ir kitų tamsiosios medžiagos kandidatų. Pavyzdžiui, Paulius Shapiro iš Teksaso universiteto Austine ir jo kolegos anksčiau tyrinėjo vieną alternatyvią tamsiosios medžiagos formą, apimančią daleles, vadinamas bozonais, kurios, skirtingai nei WIMP ir paprastosios medžiagos, gali būti toje pačioje kvantinėje būsenoje. Ši savybė taip pat galėtų leisti jiems susilieti į keistą, klampią materijos būseną - Bose-Einšteino kondensatą (BEC), kuriame dalelių populiacija elgiasi kaip vienas kvantinis objektas.
- „Salik.biz“
Dabar Shapiro ir jo studentas Buha Li nagrinėja, kaip ši tamsiosios medžiagos forma galėjo paveikti ankstyvąją visatą.
Augimo spurtas
Kosmologai yra įpratę galvoti, kad pirmaisiais savo egzistavimo momentais Visata patyrė eksponentinio augimo spurtą. Šis išsiplėtimas, įvykęs per pirmąsias sekundes po Didžiojo sprogimo, yra vadinamas infliacija ir turėjo per erdvėlaikį perduoti relativistinius virpulius - pirmykštėms (arba primityvioms, vadinkime tai, ką darysite) gravitacinėmis bangomis.
Fizikai manė, kad jie matė šių bangų įrodymus, kai 2013 m. Dirbo su BICEP2 teleskopu, tačiau paaiškėjo, kad taip nėra. Tačiau anksčiau šiais metais LIGO eksperimente buvo matomos judančių skylių susidūrimo gravitacinės bangos, kurios įrodė, kad tokios bangos iš tikrųjų egzistuoja.
Standartiniame paveiksle šios pirmykštės gravitacijos bangos turėtų būti tokios mažos, kad LIGO jų niekada nematytų. „Kažkas visiškai skirtingo vyksta mūsų modelyje“, - sako Shapiro. "Tamsi materija keičia savo elgesį, jei grįšime atgal į laiką".
Reklaminis vaizdo įrašas:
Nors klampi tamsi materija elgiasi lygiai taip pat, kaip ir šiandien WIMP, mokslininkų skaičiavimai rodo, kad ankstyvosiose stadijose jos elgesys pasikeitė: ji veikė ne kaip materija, o kaip radiacija. Laiku judant dar toliau, tamsiosios medžiagos buvo tankesnės ir elgėsi kaip skystos, atsparios suspaudimui.
„Kai bandome tai nutraukti, turime nepamiršti spaudimo“, - sako Shapiro. - Kai renki jį į krūvą, jis nori išsipūsti atgal. Mes tarsi užpildome Visatą skysčiu “.
Mokslininkai nesitikėjo to rasti.
Šis elastingumas reiškia, kad ši keista klampi tamsi medžiaga tuo metu galėjo sulėtinti Visatos plėtimosi greitį. Pradedant pačia infliacijos pabaiga, Visata plėtotųsi daug lėčiau tamsiąja medžiaga nei be jos.
Bet pirminės gravitacijos bangos turėjo skrieti per jaunąją Visatą tokiu pat greičiu, kaip ir anksčiau. Kadangi juos buvo lengviau atspausdinti fone, juos gali būti lengviau pastebėti.
Pirminės bangos
Praėjusį mėnesį Salt Lake City mieste Juta vykusiame Amerikos fizikų draugijos susitikime kalbėta, kad pora mokslininkų teigė, kad tokia tamsi materija gali slopinti išsiplėtimą, kad LIGO pajėgos galėtų aptikti pirmykštes gravitacines bangas.
„Įprastoje istorijoje be tamsiosios materijos jie bus gerokai žemiau ribos, kurią gravitacinių bangų detektoriai, dabartiniai ar būsimi, gali juos aptikti. Tačiau mūsų modelis rodo, kad vis dar yra vilties “.
Tanya Rejimbo iš LIGO komandos pabrėžia, kad daug ko mes nežinome apie tai, kokia buvo ankstyvoji visata, todėl negalime užtikrintai pasakyti apie tokią galimybę. Jos manymu, nėra garantijos, kad šios bangos egzistuoja ar kad mūsų būsimi detektoriai galės jas pamatyti. Bet šis darbas yra įdomus, nes suteikia tokią galimybę.
ILYA KHEL