Tamsioji materija ne tokia ir tamsi. „Pirštų atspaudai“ ()
„Ši „spalva“ iš tikrųjų gali būti aptinkama.“
© X-ray: NASA/CXC/M.Markevitch et al.; Optical: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.; Lensing Map: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al. (Atvira licencija) | https://science.na
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Paslaptinga medžiaga gali palikti raudonus ir mėlynus „pirštų atspaudus“.
„Dauguma tyrėjų sutiktų, kad tamsioji materija yra tamsi, tačiau mes parodėme, kad net ir tamsiausia įsivaizduojama materija vis tiek gali turėti savotišką spalvų parašą.“
Naujas tyrimas rodo, kad tamsioji materija, viena geriausiai saugomų Visatos paslapčių, visą laiką galėjo tyliai dažyti kosmosą silpnais, bet aptinkamais raudonais ir mėlynais atspalviais.
Tamsioji materija sudaro daugiau nei 80 % Visatos materijos, tačiau ji nespinduliuoja, nesugeria ir neatspindi šviesos, todėl jos neįmanoma stebėti tiesiogiai. Dabar naujas Jorko universiteto (JK) mokslininkų atliktas teorinis tyrimas rodo, kad šviesa, sklindanti pro tamsiosios materijos turtingus erdvės regionus, gali įgauti silpną atspalvį – šiek tiek raudoną arba mėlyną, priklausomai nuo tamsiosios materijos rūšies, su kuria ji susiduria.
|
Poveikis būtų nepaprastai subtilus, per silpnas, kad jį aptiktų dabartiniai teleskopai, tačiau potencialiai išmatuojamas naudojant naujos kartos itin jautrias observatorijas, teigia tyrėjai.
„Tai gana neįprastas klausimas mokslo pasaulyje, nes dauguma tyrėjų sutiktų, kad tamsioji materija yra tamsi“, – pareiškime teigė tyrimo bendraautoris Michailas Baškanovas iš Jorko universiteto. „Tačiau mes parodėme, kad net ir tamsiausia įsivaizduojama tamsioji materija vis tiek gali turėti savotišką spalvų parašą.“
Komanda šią koncepciją lygina su „šešių rankų paspaudimų taisykle“ – XX amžiaus teorija, teigiančia, kad bet kuriuos du žmones Žemėje sieja ne daugiau kaip šešių pažįstamų grandinė. Panašiai tyrimas rodo, kad net jei tamsioji materija tiesiogiai nesąveikauja su šviesa, ji gali tai daryti netiesiogiai per tarpines daleles, kurias abi pusės „pažįsta“, įskaitant Higso bozoną, vadinamąją „Dieviškąją dalelę“, kuri reprezentuoja Higso lauką, atsakingą už masės suteikimą kitoms dalelėms.
Tyrimas rodo, kad šis netiesioginis ryšys galėtų leisti fotonams, šviesos dalelėms, vos vos išsklaidyti tamsiosios materijos daleles, paliekant šviesos spalvos šnabždesį arba poliarizacijos „piršto atspaudą“.
„Tai žavi idėja, o dar įdomiau yra tai, kad tam tikromis sąlygomis ši „spalva“ iš tikrųjų gali būti aptinkama“, – pareiškime teigė M. Baškanovas. „Su tinkamais naujos kartos teleskopais galėtume ją išmatuoti.“
Savo tyrime, paskelbtame anksčiau šį mėnesį žurnale „Physics Letters B“, M. Baškanovas ir jo komanda atliko pirmuosius išsamius skaičiavimus, kaip stipriai šviesa gali išsklaidyti tamsiąją materiją.
Išvados rodo, kad jei tamsiąją materiją sudaro silpnai sąveikaujančios masyvios dalelės (WIMP), kurios sąveikauja per silpną branduolinę sąveiką, tai šviesa, praeinanti per WIMP turtingą regioną, pirmiausia prarastų dalį savo didelės energijos mėlynų fotonų forma, todėl praleidžiama šviesa būtų šiek tiek rausvo atspalvio. Priešingai, jei tamsioji materija sąveikautų tik per gravitaciją, fotonai sklaidytųsi priešinga kryptimi, suteikdami šviesai silpną mėlyną poslinkį, pažymima tyrime.
Abiejose situacijose sąveika yra labai maža, bet ne nulinė, teigia tyrėjai, o tai reiškia, kad tamsioji materija gali palikti aptinkamą „piršto atspaudą“ šviesoje, kuri keliauja per tankius jos regionus, tokius kaip galaktikų ar galaktikų spiečių centrai.
Jų skaičiavimai rodo, kad šie efektai gali šiek tiek iškreipti tolimų objektų šviesos spektrą.
„Šiuo metu mokslininkai išleidžia milijardus kurdami skirtingus eksperimentus – vieni ieško WIMP, kiti ieško aksionų ar tamsiųjų fotonų“, – tame pačiame pareiškime teigė M. Baškanovas. „Mūsų rezultatai rodo, kad galime susiaurinti, kur ir kaip turėtume žiūrėti danguje, galbūt sutaupydami laiko ir padėdami sutelkti šias pastangas.“
Norint aptikti tokius mažyčius poslinkius, reikėtų itin tikslių teleskopų ir kruopščios šviesos, kuri kosmosu nukeliavo milijardus šviesmečių, analizės. Ateities observatorijos, pasižyminčios išskirtiniu spektriniu ir poliarizacijos jautrumu, tokios kaip Europos itin didelis teleskopas ir NASA kosminis teleskopas Nancy Grace, vieną dieną galėtų patikrinti šias prognozes.
Jei šie rezultatai bus patvirtinti, jie atvers visiškai naują tamsiosios materijos stebėjimo langą, priartindami mokslininkus prie vienos didžiausių kosmologijos paslapčių išaiškinimo.
