Jauni pētījumi liecina, ka tumšās vielas var izgatavot no daļiņām, katra no tām sver gandrīz tikpat daudz kā cilvēka šūnas un ir pietiekami blīvs, lai kļūtu par miniatūru melnu caurumu.
Lai gan tiek uzskatīts, ka tumšā viela ir piecas sestdaļas no visiem visuma jautājumiem, zinātnieki joprojām nezina, kas ir šī dīvaina viela. Taisnība pēc tās nosaukuma nav redzama tumšā viela - tā neizdala, neatspoguļo vai pat neizslēdz gaismu. Tā rezultātā tumšās vielas tagad var pētīt tikai tās gravitācijas iedarbības dēļ parastos materiālos. Un viņas daba pašlaik ir viens no lielākajiem zinātnes noslēpumiem.
Jauna zinātniskā pētījuma autori sacīja, ka, ja tumšā viela sastāv no šādām supermassīvām daļiņām, tad astronomi varēja atklāt savas pazīmes Lielā sprādziena pēcgājienā.
Iepriekšējie tumšās vielas pētījumi lielā mērā ir likvidējuši visus zināmos tradicionālos materiālus kā kandidātus tiem, kas veido šo noslēpumaino materiālu. Tumšajai vielai raksturīgās gravitācijas sekas ietver galaktiku orbitālās kustības: galaktikas redzamā materiāla kopējā masa, piemēram, zvaigznes un gāzu mākoņi, nevar izskaidrot galaktikas kustības, tāpēc ir jābūt redzamai masai. Zinātnieki joprojām ievēro viedokli, ka šī trūkstošā masa sastāv no jauna veida daļiņām, kas ļoti vāji mijiedarbojas ar parasto lietu. Šīs jaunās daļiņas eksistēs ārpus daļiņu fizikas standarta modeļa, kas ir labākais subatomiskās pasaules apraksts. Daži tumšās vielas modeļi liecina, ka šī kosmiskā viela sastāv no vāji mijiedarbojošām masīvām daļiņām vai vāji mijiedarbīgām masveida daļiņām (WIMP), kas tiek uzskatītas par aptuveni 100 reižu vairāk par protonu. To norāda pētījuma līdzautors McCullen Sandora, Dienviddānijas universitātes kosmologs. Tomēr, neskatoties uz daudziem meklējumiem, pētnieki beidzot neatrada nevienu UHF, atstājot atvērtu iespēju, ka tumšās vielas daļiņas varētu sastāvēt no kādas citas būtiskas vielas.
Tagad Sandora un viņa kolēģi pēta tumšās vielas masas augšējo robežu - tas ir, viņi cenšas noskaidrot, cik lielas var būt atsevišķas daļiņas, pamatojoties uz zinātnieku zināšanām. Šajā jaunajā modelī, kas pazīstams kā Plankka mijiedarbīgā tumšā viela, katra no vāji mijiedarbojošajām daļiņām sver aptuveni 1019 vai 10 miljardus miljardu reižu vairāk nekā protons, vai “apmēram tikpat smags kā daļiņa var būt pirms tā kļūst par miniatūru melnu caurumu „Said Sandora uz Space.com.
Daļiņa ar 1019 protonu masām sver apmēram 1 mikrogramu. Salīdzinājumam, pētījumi liecina, ka tipiska cilvēka šūna sver aptuveni 3,5 μg.
Šo supermassīvo daļiņu idejas ģenēze “sākās ar depresijas sajūtu, kas, šķiet, pavada visus centienus ražot vai atklāt UHF, bet tomēr nesniedz nekādas iedrošinošas norādes,” sacīja Sandora. "Mēs joprojām nevaram izslēgt UHRO skriptu." Bet katru gadu aizvien vairāk aizdomas, ka mēs tos nevaram pamanīt. Faktiski līdz šim nav bijuši galīgi ieteikumi par to, ka jebkurai jaunajai fizikālajai formai, kas nav pieejama standarta modelī, ir kāda jauna fizika, tāpēc mums bija jādomā par šī scenārija galīgo robežu. ” Šajā ilustrācijā, kas ņemta no datormodelēšanas, redzams tumšās vielas trombs ap mūsu Piena ceļa galaktiku.
Sandora un viņa kolēģi uzskatīja savu minējumu nedaudz vairāk par zinātkāri, jo daļiņu hipotētiskais masas raksturs nozīmē, ka nav iespējams, ka jebkura daļiņu collider uz Zemes to ražotu un pierādītu (vai atspēkotu) šādu esamību.
Bet tagad pētnieki ir norādījuši, ka, ja šādas daļiņas pastāv, tad kosmiskā mikroviļņu fona starojumā var konstatēt to esamības pazīmes. Tā ir Lielā sprādziena pēcdzemdība, kas radīja Visumu pirms apmēram 13, 8 miljardiem gadu.
Pašlaik dominējošais uzskats kosmoloģijā ir tāds, ka brīžos pēc lielā sprādziena Visums ir pieaudzis līdz milzīgām proporcijām. Šī milzīgā izaugsmes strūkla, ko sauc par inflāciju, izlīdzinātu kosmosu, izskaidrojot, kāpēc tā šobrīd lielākoties izskatās vienādi visos virzienos.
Pētījumi rāda, ka pēc inflācijas beigām atlikušā enerģija apsilda jaundzimušo Visumu laikmetā, ko sauc par „atsildīšanu”. Sandora un viņa kolēģi apgalvo, ka ekstremālās temperatūras, kas rodas, uzsildot, var radīt lielu skaitu supermassīvo daļiņu. Tas ir pietiekami, lai izskaidrotu tumšās vielas, kas pašlaik notiek Visumā, gravitācijas ietekmi.
Tomēr, lai šis modelis darbotos, siltumam pārkaršanas laikā jābūt ievērojami augstākam nekā tas, ko parasti pieņem universālajos modeļos. Karstāka uzsildīšana savukārt atstātu parakstu relikvijas starojumam, ko var atklāt nākamās relikvisko eksperimentu paaudzes. „Tas viss notiks tuvāko gadu laikā. Mēs ceram, ka tas notiks nākamajā desmitgadē un nekas vairāk, ”sacīja Sandora. Ja tumšā viela sastāv no šīm smago smagajām daļiņām, šāds atklājums ne tikai izskaidrotu lielāko daļu jautājumu Visumā, bet arī sniegtu pilnīgu priekšstatu par inflāciju un to, kā tas sākās un apstājās. Tās ir lietas, kuras, pēc zinātnieku domām, joprojām ir ļoti neskaidras.
Piemēram, ja tumšā viela sastāv no šīm ārkārtīgi smagajām daļiņām, kas liecina, ka inflācija ir bijusi ļoti augstā enerģijā, tas savukārt nozīmē, ka tā varēja radīt ne tikai temperatūras svārstības agrīnā Visumā, bet arī tās vieta un laiks gravitācijas viļņu veidā, ”sacīja Sandora. “Otrkārt, tas liek domāt, ka inflācijas enerģijai bija ļoti ātri jāsadala materiāls, jo, ja tas aizņemtu vairāk laika, Visums atdzesēja līdz vietai, kur tas nespētu ražot Planck mijiedarbojošas tumšās vielas daļiņas kopumā”. .
