380 000 gadus pēc lielā sprādziena Visums atdzisa no karsta plazmas zupas līdz temperatūrai, kurā protoni un elektroni varēja apvienoties, veidojot atomus. Neitrālos ūdeņraža atomus vēlreiz saplēsa viens ar otru, izmantojot mehānismu, kas ļaus reionizēt visu Visumu - process, kas galu galā beidzās miljardu gadu pēc Lielā sprādziena.
Tiek uzskatīts, ka pirmās zvaigznes, kas izveidojās pirms reionizācijas laikmeta, iespējams, izsūknēja kādu niknu ultravioleto starojumu, jonizējot neitrālo ūdeņradi, taču ir izvirzīta jauna (pretrunīgi vērtēta) teorija. Vai tumšajai matērijai bija nozīme Visuma reionizācijā?
Tā kā 85% no Visuma sastāv no tāda veida matērijas, par kuru mums vēl nav pilnībā jāatskaitās, šķiet pilnīgi dabiski, ka zinātnieki apsvērs iespēju, ka tumšajai matērijai ir nozīme drīz pēc Lielā sprādziena. Lai gan zinātnieki ir diezgan pārliecināti, ka reionizācijas periodu noteica emisijas no pirmajām zvaigznēm, ir daži novērošanas faktori, kas varētu domāt, ka tumšās vielas iznīcināšanai varētu būt loma Visuma evolūcijā.
Jebkurā gadījumā to saka Dan Hooper un Aleksandrs Belikovs no Fermilab Batavia, Ilinoisas štatā. Nesen publicētajā teorijā pētnieki aplūko tumšās matērijas iznīcināšanas fiziku kā mehānismu, kas vadīja reionizācijas laikmetu.
Hūpera un Belikova darbos viņi koncentrējas uz tumšo matēriju, kas tiek teorētiski salikta kopā gravitācijas pievilcībā, kad Visums neitrālā ūdeņraža laikmetā atdzisusi (pazīstams kā “Dark Ages”) - Visums būtu bijis necaurspīdīgs zvaigžņu trūkuma dēļ un elektromagnētiskā starojuma trūkums). Kad tumšā matērija šajā laikā sabrūk, tiek prognozēts, ka tā iznīcināsies. Paredzams, ka tumšās vielas iznīcināšanas laikā rodas augstas enerģijas gamma stari. Kur iet gamma-starojums, noteikti sekojas matērijas jonizācija.
“Atsevišķs gamma starojums varētu reionizēt 1000 ūdeņraža atomus, ”Saka Hūpers. “Mehānisms varēja viegli reionizēt Visumu.”
Pēc viņu argumentācijas, nevis zvaigznīšu emisijas, kas varētu būt veidojušās reionizācijas laikmeta sākumā, daudz spēcīgāks jonizācijas mehānisms varēja applūst Visumu. Tomēr daži zinātnieki skeptiski vērtē šo ideju.
“Mums vēl nav pierādījumu, ka kāda tumšā matērija būtu iznīcināta, ”Saka Čārlzs Bennetts, NASA WMAP satelīta, kurš pēta reionizācijas laikmetu, galvenais izmeklētājs. “Es nesaku, ka tas ir nepareizi, bet tas izklausās pārāk uzkrītoši, lai es to labprāt pieņemtu. ” Benets tumšās matērijas argumentu uzskata par vienu noslēpumu (reionizāciju), kas izskaidrojams ar citu noslēpumu (vai tumšā matērija pat iznīcina?).
Pagaidām ideja, ka tumšā matērija varētu būt pamatā mūsu Visumu jonizējošajam mehānismam, joprojām ir ļoti teorētiska. Bet Hūpers vēlas izpētīt datus no ESA gaidāmās Planck misijas, jo šī observatorija varēs izpētīt, kā laika gaitā notika reionizācija. “Tumšās vielas reionizācijas laika paraksts atšķirsies no zvaigznīšu paraksta, ”Saka Hūpers.
Avots: Jaunais zinātnieks
