Dunkler Materie kann der superschweren Teilchen zusammensetzen

Dunkler Materie könnte der Teilchen gemacht werden, dass jedes wiegen fast genauso viel wie eine menschliche Zelle und sind fast dicht genug Miniatur schwarze Löcher werden, neue Forschung schlägt.

Während dunkler Materie gedacht ist, um fünf Sechstel aller Materie im Universum ausmachen, wissen nicht Wissenschaftler was diese merkwürdige Sachen gemacht wird. Getreu seinem Namen, ist dunkler Materie unsichtbar – nicht emittieren, reflektieren oder sogar blockieren Licht. Infolgedessen kann dunkler Materie derzeit nur durch ihre Schwerkraft auf normale Materie untersucht werden. Die Natur der dunklen Materie ist derzeit eines der größten Rätsel in der Wissenschaft.

Wenn dunkler Materie ist aus solchen überschweren Partikel, Astronomen Beweise von ihnen in das Nachglühen des Urknalls, erkennen könnte, sagte die Autoren einer neuen Studie. [Dunkler Materie erklärt (Infografik)]

Frühere Untersuchungen von dunkler Materie hat meist ausgeschlossen, alle bekannten gewöhnlichen Materialien als Kandidaten für diese geheimnisvollen Dinge macht. Gravitative Effekte zugeschrieben dunkle Materie gehören die orbitale Bewegung der Galaxien: die kombinierte Masse der sichtbaren Materie in eine Galaxie, wie Sterne und Gaswolken, kann keiner Galaxie Bewegung, entfallen, so dass eine zusätzliche, unsichtbare Masse vorhanden sein muss. Der Konsens bisher unter Wissenschaftlern ist, dass diese fehlende Masse einer neuen Art von Teilchen besteht, die interagieren nur sehr schwach mit gewöhnlicher Materie. Diese neuen Teilchen gäbe es außerhalb des Standardmodells der Teilchenphysik, welche ist die beste aktuelle Beschreibung der subatomaren Welt.

Einige dunkle Materie Modelle deuten darauf hin, dass diese kosmische Substanz ist schwach wechselwirkende massive Teilchen aus, oder Weicheier, die gedacht werden, um etwa 100 Mal die Masse eines Protons, sagte Co-Autor McCullen Sandora, Kosmologe an der University of Southern Dänemark Studie. Allerdings haben trotz viele Suchanfragen Forscher nicht schlüssig nachgewiesen Weicheier bisher offengelassen, dass die Möglichkeit, dass die Teilchen der dunklen Materie Ofsomething deutlich anders gemacht werden könnte.

Jetzt Sandora und seine Kollegen sind die Obergrenze der Masse der dunklen Materie erforschen – das heißt, sie sind schwierig zu entdecken, wie massiv diese einzelnen Partikel möglicherweise beruhen, könnte was Wissenschaftler über sie wissen. In diesem neuen Modell, bekannt als Planckian Interaktion dunkle Materie, wiegt jedes schwach wechselwirkenden Teilchen etwa 10¹⁹ oder 10 Milliarden Milliarden Mal mehr als ein Proton oder "über so ein Teilchen lassen sich vor wird so schwer es ein Miniatur schwarzes Loch", sagte Sandora Space.com.

Ein Teilchen, das 10¹⁹ die Masse eines Protons wiegt etwa 1 Mikrogramm. Im Vergleich dazu zeigen Untersuchungen, dass eine typische menschliche Zelle etwa 3,5 Mikrogramm wiegt.

Die Entstehung der Idee für diese supermassiven Partikel "begann mit einem Gefühl der Verzweiflung, die die laufenden Bemühungen zu produzieren oder zu erkennen Weicheier nicht scheinen, um irgendwelche vielversprechende Hinweise nachgeben werden," sagte Sandora. "Wir können nicht ausschließen, das WIMP-Szenario noch, aber mit jedem Jahr, es wird immer mehr und mehr verdächtig, die wir in der Lage, diese noch zu erreichen gewesen. In der Tat gab bisher es keine definitive Hinweise, dass es neue Physik jenseits des Standardmodells auf jede zugängliche Energie Skalen, also wir getrieben wurden, um die ultimative Grenze für dieses Szenario vorstellen."

Zuerst betrachtet Sandora und seine Kollegen ihre Idee als wenig mehr als eine Kuriosität, da das hypothetische Teilchen massive Natur bedeutete, dass auf der Erde gab es keine Möglichkeit einer Teilchenbeschleuniger könnte produzieren und beweisen (oder widerlegen) seine Existenz.

Aber jetzt haben die Forscher vorgeschlagen, dass diese Partikel vorhanden, Zeichen ihrer Existenz in der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, das Nachglühen des Urknalls nachweisbar sein könnte, der das Universum etwa 13,8 Milliarden Jahren geschaffen.

Derzeit ist die vorherrschende Meinung in der Kosmologie, dass kurz nach die Big Bang, das Universum gigantisch in der Größe wuchs. Dieses enorme Wachstum-Spurt, Inflation, genannt würde den Kosmos erklären, warum es jetzt vor allem in jede Richtung ähnelt geglättet haben.

Nach Ende der Inflation Untersuchungen deuten darauf hin, dass die übrig gebliebene Energie beheizt das Neugeborene Universum während einer Epoche genannt "Aufwärmen." Sandora und seine Kollegen deuten darauf hin, dass extreme Temperaturen während Aufwärmen erzeugt große Mengen an ihre superschweren Teilchen genug aktuelle Gravitationseffekte dunkle Materie im Universum zu erklären geführt haben könnte.

Aber für dieses Modell zu arbeiten, hätte die Hitze während Aufwärmen deutlich höher sein als was in der Regel in universelle Modelle angenommen wird. Ein heißer Aufwärmen würde wiederum eine Signatur in der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung verlassen, die die nächste Generation der kosmischen Hintergrundstrahlung Experimente erkennen konnte. "All dies passieren in den nächsten Jahren hoffentlich nächsten Jahrzehnt max," sagte Sandora.

Wenn dunkler Materie dieser überschweren Teilchen besteht, würde solch eine Entdeckung nicht nur Aufschluss über die Natur der meisten der Materie des Universums, aber auch liefern Einblicke in das Wesen der Inflation und wie es gestartet und gestoppt – alles bleibt ungewiss, sagte der Forscher.

Beispielsweise wenn dunkler Materie dieser überschweren Teilchen, das zeigt besteht ", dass die Inflation in eine sehr hohe Energie, was wiederum bedeutet, dass es nicht nur Schwankungen in der Temperatur des frühen Universums, sondern auch in der Raumzeit selbst, in der Form Ofgravitational Wellen produzieren konnte geschehen ist", sagte Sandora. "Zweitens: es sagt uns, dass die Energie der Inflation musste sehr schnell in die Materie zerfallen, weil wenn es zu lange gedauert hatte, das Universum bis zu dem Punkt abgekühlt haben würde wo es nicht in der Lage, jede Planckian Interaktion Teilchen der dunklen Materie überhaupt zu produzieren gewesen wäre."

Sandora und seine Kollegen detailliert ihre Ergebnisse online-März 10 in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.

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