Neue kosmische Theorie verbindet dunkle Mächte

Die zwei größten Geheimnisse in der Kosmologie möglicherweise. Eine neue Theorie besagt, dass dunkle Materie und dunkle Energie aus einer einzigen dunklen Flüssigkeit entstehen könnte, die das ganze Universum durchdringt. Und dies könnte bedeuten, Suche nach dunkler Materie erdbasierte ohne Ergebnis bleibt.

Dunkle Materie, wie ursprünglich vermutet, ist ist zusätzliche Masse versteckt, dass Astrophysiker zu berechnen notwendig für schnell drehende Galaxien zusammenzuhalten. Die beliebtesten Vorstellung ist, dass diese Materie einige noch identifizierte Teilchen besteht, die fast keine Wechselwirkungen mit Licht oder gewöhnliche Materie hat. Noch scheint es überall als ein Gerüst für Galaxienhaufen und die gesamte Struktur des Universums zu sein.

Auf der anderen Seite braucht man dunkler Energie, die vor kurzem entdeckte Beschleunigung der Expansion des Universums zu erklären. Es gibt angeblich ganze Raum, liefern einen Druck, der Schwerkraft entgegenwirkt.

Es ist unlogisch, dass eine Substanz könnte sowohl eine Schwerkraft Anker für Galaxien und Anti-Schwerkraft für das Universum. HongSheng Zhao von der Universität St Andrews in Schottland behauptet jedoch, dass eine Flüssigkeit-wie dunkle Energie wie dunkle Materie handeln kann, wenn seine Dichte hoch genug wird.

"Dunkle Energie ist eine Eigenschaft des Vakuums — der Felder, die wir einfach nicht angezeigt wird," Zhao sagte Space.com. ", Können wir die dunkle Materie Wirkung ableiten."

Zhao vergleicht diese dunklen Flüssigkeit in die Erdatmosphäre. Atmosphärischer Druck verursacht Luft zu erweitern, sondern Teil der Luft kann zusammenbrechen, Wolken bilden. In der gleichen Weise die dunkle Flüssigkeit kann in der Regel erweitern, aber es könnte auch sammeln um Galaxien zu helfen, sie zusammen zu halten.

Vereinigung

Zhao ist nicht der erste Theoretiker zu versuchen, dunkle Energie und dunkle Materie im gleichen Rahmen zu bringen.

Die Art der dunklen Flüssigkeit, die Zhao betrachten ähnelt einer, dass Pedro Ferreira von der University of Oxford und seine Kollegen vor ein paar Jahren entwickelt.

"[Unsere Theorie] umfasst eine bevorzugte Zeit Richtung, in gewissem Sinne eine besondere Zeitrahmen Setzung", sagte Ferreira. "Es hat den interessanten Effekt von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie zu verändern."

Die Idee ist ähnlich wie bei den "Äther", ein unsichtbares Medium, dass Physiker Lichtwellen bereiste einst dachte. Einsteins Relativitätstheorie beseitigte die Notwendigkeit für solch ein Mittel, aber Kosmologen haben kürzlich herausgefunden, dass eine Äther-ähnliche Substanz dunklen Materie nachahmen kann.

Das Vorhandensein eines solchen Stoffes ändert die Art und Weise Schwerkraft funktioniert. Dies ist am deutlichsten im fernen Rand einer Galaxie, wo die Galaxie Anziehungskraft dürfte zu klein sein, aber der Äther macht es viel stärker.

Der Äther "effektiv Raumzeit in Regionen der niedrigen [] Gravitationsbeschleunigung dadurch empfindlicher auf die Anwesenheit von Masse als üblich erweicht", erklärte Ferreira.

Zhao hat dieser Ansatz verfeinert und festgestellt, dass es eine Menge von astronomischen Daten zuordnen kann, wie in einem kürzlich erschienenen Artikel im Astrophysical Journal Lettersberichtet.

"Ich mag [Zhao Modell], weil es zeigt, dass diese Theorien vorausschauende sind und wenn im Detail ausgearbeitet richtig gegen Experiment getestet werden können", sagte Ferreira.

Zum einen teilt sich Zhao Flüssigkeit in einen dunkle Energie und dunkle Materie Teil mit dasselbe Verhältnis, das von Beobachtungen (dunkle Energie ist ungefähr 75 Prozent des Universums Masse-Energie-Inhalt, während dunkler Materie etwa 21 Prozent ist und normale Materie die letzten 4 Prozent macht) zu sehen ist.

Obwohl die Flüssigkeit überall um uns herum ist, Zhao gefunden, dass es hat keinen Einfluss auf die Bewegung der Erde und anderen Planeten, die "beruhigend", sagte er, weil Daten zeigt, dass unser Sonnensystem gehorcht traditionelle Schwerkraft mit sehr hoher Genauigkeit.

Aber die Flüssigkeit wirkt sich die Geschwindigkeit, mit der Galaxien rotieren können. Vor 75 Jahren bemerkte Astronomen, dass Galaxien schneller drehen würden als von der Menge der normalen Licht emittierende Materie zu erwarten wäre, die sie enthalten. Die Antwort schien irgendeine Form der unsichtbaren dunklen Materie erfordern.

Zhao hat jedoch gezeigt, dass seine Flüssigkeit Galaxien vom fliegen ebenso wie dunkle Materie kann auseinander halten kann.

Zhao wurde auch sein Modell gegen Bullet-Cluster von Galaxien, getestet, wo eine massive Kollision scheint heißes Gas aus seine dunkle Materie Hülle abgestreift haben. Diese "nackte" dunkle Materie galt als eiserne Beweis für traditionelle dunkle Materie Theorien, aber Zhao behauptet, dass seine Flüssigkeit den gleichen Effekt reproduzieren kann.

Christian Boehmer vom University College London denkt es "zwingend", dass Zhao Modell soviel Galaxy Daten wiedergeben kann.

Wortsuche

Wenn die dunkle Flüssigkeit dunklen Materie imitiert wird, sind Wissenschaftler für das schwer fassbare dunkle Materie-Teilchen, oft als ein WIMP (für schwach wechselwirkende massive Teilchen) vergeblich suchen.

Mehreren Experimenten versucht derzeit, eine seltene Kollision ein WIMP auf der Erde erfassen oder Gammastrahlen aus fernen WIMP Self-annihilations beobachten.

"Direkte Erkennungen schwieriger werden", sagte Zhao. Weicheier möglicherweise noch vorhanden wird nicht, aber es so viele davon wie vorhergesagt.

Ohne Weicheier zu kümmern könnte die dunkle Flüssigkeit Wissenschaftler Arbeit zu erleichtern.

Aber nicht viele Kosmologen, dunklen Materie noch nicht aufzugeben bereit sind. Die dunkle flüssige Idee ist noch relativ neu, so einige Probleme müssen noch ausgearbeitet werden, während dunkle Materie eine ziemlich ausgereift Theorie ist.

"Das aktuelle Modell [dunkle Materie] bietet die beste Anpassung an die Daten und ist daher das beste Modell zur hand", sagte Böhmer.

Boehmer stimmt jedoch, dass mit zwei unbekannten-dunkle Materie und dunkle Energie – Make up 95 Prozent des Universums ist ein bisschen peinlich für die Kosmologie.

"Ehrlich gesagt, diese nur ausgefallene Wörter, die wir nutzen, um etwas zu nennen, die wir nicht verstehen," sagte er.

Wenn ein einfacheres Modell (mit einem einzigen Wort) alle Daten erklären kann, dann akzeptiert Kosmologen gerne, sagte Böhmer.

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