Saskaņā ar Cīrihes universitātes zinātnieku jaunajiem aprēķiniem, kas publicēti šīs nedēļas Dabas numurā, tumšās matērijas spokainās halolas, kas ir tik smagas kā zeme un tikpat lielas kā mūsu Saules sistēma, bija pirmās struktūras, kas izveidojās Visumā.
Mūsu pašu galaktikā joprojām ir kvadriljoni šo halogenu, un viens no tiem varētu iet garām Zemei ik pēc dažiem tūkstošiem gadu, atstājot gaišu, nosakāmu gamma staru pēdu, saka zinātnieki. Dienu no dienas uz Zemes un caur mūsu ķermeņiem neatklāti nokļūst neskaitāmas nejaušas tumšās vielas daļiņas.
“Šīs tumšās vielas halogēnas bija gravitācijas“ līme ”, kas piesaistīja parasto matēriju, galu galā dodot iespēju zvaigznēm un galaktikām veidoties,” sacīja prof. Bens Mūrs no Cīrihes Universitātes Teorētiskās fizikas institūta, līdzautors Dabas ziņojumam. . "Šīs struktūras, celtniecības bloki visiem, ko mēs šodien redzam, sāka veidoties agri, tikai apmēram 20 miljonus gadu pēc lielā sprādziena."
Tumšā matērija sastāda vairāk nekā 80 procentus no Visuma masas, tomēr tās būtība nav zināma. Šķiet, ka tas būtībā atšķiras no atomiem, kas veido matēriju mums visapkārt. Tumšā matērija nekad nav bijusi tieši atklāta; tās klātbūtne tiek secināta, pateicoties tās gravitācijas ietekmei uz parasto lietu.
Cīrihes zinātnieki aprēķinus pamatoja ar vadošo kandidātu uz tumšo vielu - teorētisko daļiņu, ko sauc par neutralino, domājams, ka tā tika izveidota lielajā sprādzienā. Viņu rezultāti bija saistīti ar vairāku mēnešu skaitļu sagraušanu zBox - jaunajā superdatorā, ko Mūra un Drs izstrādāja un izveidoja Cīrihes universitātē. Joachim Stadel un Juerg Diemand, ziņojuma līdzautori.
"Līdz 20 miljoniem gadu pēc lielā sprādziena Visums bija gandrīz gluds un viendabīgs," sacīja Mūra. Bet neliela nelīdzsvarotība vielas sadalījumā ļāva gravitācijai radīt pazīstamo struktūru, kādu mēs redzam šodien. Reģioni ar lielāku masas blīvumu piesaistīja vairāk vielas, un reģioni ar zemāku blīvumu zaudēja vielu. Tumšā matērija telpā rada gravitācijas akas, un tajās ieplūst parastā matērija. Galaktikas un zvaigznes sāka veidoties aptuveni 500 miljonu gadu laikā pēc lielā sprādziena, turpretī Visums ir 13,7 miljardus gadu vecs.
Izmantojot zBox superdatoru, kas izmantoja 300 Athlon procesoru jaudu, komanda aprēķināja, kā laika gaitā attīstīsies lielajā sprādzienā izveidotās neitrinozes. Neitrālīns jau sen ir iecienīts kandidāts uz “auksto tumšo vielu”, kas nozīmē, ka tas ātri nepārvietojas un var salipt kopā, lai izveidotu gravitācijas urbumu. Neitrāls vēl nav atklāts. Šī ir ierosinātā “supersimetriskā” daļiņa, daļa no teorijas, kas mēģina novērst neatbilstības standarta daļiņu standarta modelī.
Pēdējo divu desmitgažu laikā zinātnieki ir uzskatījuši, ka neitrīnijas šodien var veidot masīvas tumšās vielas halogēnus un aptvert veselas galaktikas. Tas, kas parādījās Cīrihes komandas zBox superdatora aprēķinos, ir trīs jauni un nozīmīgi fakti: vispirms veidojas zemes masas halodes; šīm struktūrām ir ārkārtīgi blīvas serdes, kas ļauj kvadriljoniem pārdzīvot laikmetus mūsu galaktikā; arī šie “miniatūrie” tumšās matērijas halogēni pārvietojas cauri saimnieka galaktikām un mijiedarbojas ar parasto matēriju, tiem ejot garām. Ir pat iespējams, ka šie hali varētu traucēt Oorta komētas mākoņu tālu aiz Plutona un nosūtīt gružus caur mūsu Saules sistēmu.
"Šos neitrīno halogēnu atklāt ir grūti, bet iespējams?", Sacīja komanda. Haloskopi pastāvīgi izstaro gamma starus, gaismas visaugstākās enerģijas veidus, kas rodas, kad neitrīni saduras un paši iznīcina.
"Garām ejošs halovs mūsu dzīves laikā (ja mums vajadzētu tā laimēt) būtu pietiekami tuvu, lai mēs viegli redzētu spilgtu gamma staru taku," sacīja Diemands, kurš tagad atrodas Kalifornijas universitātē Santakrusā.
Tomēr vislabākā iespēja neitronu noteikšanai ir galaktikas centros, kur tumšās vielas blīvums ir visaugstākais, vai šo migrējošo Zemes masu neitrīno halogēnu centros. Blīvākie reģioni nodrošinās lielāku neitrālo sadursmju iespēju un tādējādi vairāk gamma staru. "To joprojām būs grūti atklāt, piemēram, mēģināt redzēt vienas sveces gaismu, kas novietota uz Plutona," sacīja Diemands.
NASA misija GLAST, kuru plānots uzsākt 2007. gadā, spēs atklāt šos signālus, ja tādi pastāv. Uz zemes bāzētas gamma-staru observatorijas, piemēram, VERITAS vai MAGIC, arī varētu noteikt gamma starus no neitrīno mijiedarbības. Dažu nākamo gadu laikā Lielais hadronu sadursme CERN Šveicē apstiprinās vai izslēgs supersimetrijas jēdzienus.
Neitrolo halo un agrīnās struktūras attēli un datoranimācijas, kas balstītas uz datorsimulācijām, ir pieejami vietnē http://www.nbody.net
Alberts Einšteins un Ervins Šrindingers bija starp iepriekšējiem profesoriem, kas strādāja Cīrihes Universitātes Teorētiskās fizikas institūtā, kuri deva būtisku ieguldījumu mūsu izpratnē par Visuma izcelsmi un kvantu mehāniku. 2005. gads ir simtgade Einšteina visievērojamākajam darbam kvantu fizikā un relativitātē. 1905. gadā Einšteins ieguva doktora grādu Cīrihes universitātē un publicēja trīs zinātnes mainīgus darbus.
Piezīme redaktoriem: Joahima Stādela un Bena Mūra projektētais inovatīvais superdators ir 300 Athlon procesoru kubs, kas savstarpēji savienoti ar divdimensiju ātrgaitas tīklu no Dolphin / SCI un atdzesēti ar patentētu gaisa plūsmas sistēmu. Plašāku informāciju skatiet vietnē http://krone.physik.unizh.ch/~stadel/zBox/. Stadels, kurš vadīja projektu, atzīmēja: “Tas bija biedējošs uzdevums, pasaules tūkstošu komponentu montāža no tūkstošiem komponentu, bet, kad tas tika pabeigts, tas bija ātrākais Šveicē un pasaulē vislielākā blīvuma superdators. Paralēlais simulācijas kods, kuru mēs izmantojam, sadalās aprēķinos, sadalot modeļa visuma atsevišķās daļas dažādiem procesoriem. ”
Oriģinālais avots: Teorētiskās fizikas institūts? Cīrihes Universitātes paziņojums presei
