ბნელი მატერია შეიძლება დიდ აფეთქებამდეც არსებობდა — ახალი კვლევა #1tvმეცნიერება
ბნელი მატერია შეიძლება დიდ აფეთქებამდეც არსებობდა — ახალი კვლევა #1tvმეცნიერება

თითქოს ბნელი მატერია ისედაც საკმარისად უცნაური არ იყოს, ახალი კვლევა გვთავაზობს, რომ ის შეიძლება დიდ აფეთქებამდე გაჩნდა.

ტრადიციული შეხედულებით, დიდი აფეთქება ყველაფრის საწყისი იყო — მატერიის, ბნელი მატერიის, სივრცის, ენერგიის და საერთოდ ყველაფრის. თავად ამ მოვლენის შემდეგ, სამყაროში კოსმოსური ინფლაციის პერიოდი დადგა, რომელშიც მისი ზომა წამის რაღაც ნაწილში 10-სეპტილიონჯერ გაიზარდა.

თუმცა, ზოგიერთი თეორიის თანახმად, ეს ინფლაციის პერიოდი სინამდვილეში იქამდე მოხდა, რასაც ჩვენ დიდ აფეთქებას ვუწოდებთ. ამჯერად, ოსტინში ტეხასის უნივერსიტეტის ფიზიკოსები ვარაუდობენ, რომ ბნელი მატერია სწორედ ამ ხანმოკლე ფანჯარაში წარმოიქმნა.

ჯგუფი ახალ მოდელს უწოდებს თბილ ინფლაციას გაყინვის გზით, შემოკლებით WIFI. არსებითად, ბნელი მატერიის ნაწილაკები უნდა წარმოიქმნებოდეს ციცქნა ურთიერთქმედებებით რადიაციასა და ნაწილაკებს შორის, ინფლაციის პერიოდში, თბილ „თერმულ აბანოში“

„ჩვენი მოდელისთვის უნიკალურია ის, რომ ბნელი მატერია წარმატებით წარმოიქმნება ინფლაციის დროს. უმეტეს მოდელში, ინფლაციის დროს წარმოქმნილი ნებისმიერი რამ შემდეგ „იბერება“ სამყაროს ექსპონენციური გაფართოებით, იქამდე, სადაც არსებითად აღარაფერი რჩება“, — ამბობს ტეხასის უნივერსიტეტის ასტროფიზიკოსი კატერინ ფრიზი.

მიჩნეულია,რომ დიდ აფეთქებამდე, მთელი სამყარო არსებობდა სინგულარობაში — უსასრულო სიმკვრივის წერტილში, რომელშიც სივრცე-დრო უსასრულოდაა გამრუდებული. თუმცა, ფიზიკის ცნობილი კანონები იქ სრულიად ირღვევა და შესაბამისად, ზოგიერთი ფიზიკოსი ვარაუდობს, რომ სინგულარობის ნაცვლად, დიდ აფეთქებას სხვა ეპოქა უსწრებდა წინ.

ეს შეიძლება იყოს უფრო ადრეული სამყაროს კოლაფსი, როგორც ეს დიდი ასხლეტის მოდელშია ან იყოს კოსმოსური ინფლაცია. ეს ფაზა წამის მხოლოდ ნონინიოლედს გაგრძელდა და მატერიისა და სინათლისთვის გადაცემული ენერგია იქცა იმად, რასაც დიდ აფეთქებას ვუწოდებთ.

უკვე იქიდან, სამყაროს ევოლუციის ეტაპი ისეთია, როგორც ამას ფარდობითობის ზოგადი თეორია აღწერს.

ბნელი მატერია

ახალი კვლევის ავტორები პირველები არ არიან, რომლებიც ვარაუდობენ, რომ კოსმოსური ინფლაცია წინ უსწრებდა დიდ აფეთქებას. ასევე არ არიან პირველები, რომელთა ვარაუდითაც, ბნელი მატერია ამ ეპოქაში წარმოიქმნა. ახალია მათეული მექანიზმი ამ უცნაური მატერიის წარმოსაქმნელად იმ რაოდენობით, რაც თანხვედრაშია ასტრონომიულ დაკვირვებებთან.

თბილი ინფლაცია (WI ახალ WIFI მოდელში) ამაღელვებელი იდეაა, რომელიც მიუთითებს, რომ რადიაცია წარმოიქმნება ექსპონენციური გაფართოების დროს. ეს კი წარმოქმნის გარკვეული სახის თერმულ აბანოს, რაც ციცქნა, მაგრამ მნიშვნელოვანი ურთიერთქმედებების მოხდენის საშუალებას იძლევა.

კოსმოსური ინფლაციის წარმმართველი ჯერ კიდევ უცნობია, მაგრამ ვარაუდობენ, რომ ეს არის სახელგანთქმული ჰიგსის ბოზონის მსგავსი ჰიპოთეტურ ნაწილაკთა ველი, რომელსაც ინფლატონებს უწოდებენ. თბილი ინფლაციის სცენარში, ინფლაციის ეს ველი თავის ენერგიის ნაწილს უნდა კარგავდეს და გადასცემდეს რადიაციას თერმულ აბანოში.

უკვე აქედან, პროცესით, რომელსაც ულტრაიისფერ გაყინვას უწოდებენ (FI’ WIFI-ში), რადიაცია წარმოქმნის ბნელი მატერიის ნაწილაკებს. არსებითად, ამ „აბანოში“ ბნელი მატერია ვერასოდეს აღწევს წონასწორობას და აბანოს ტემპერატურა გარკვეულ ზღვარს ქვემოთ რჩება.

ჯგუფის გამოთვლების თანახმად, ეს მექანიზმი იმ ოდენობის ბნელ მატერიას წარმოქმნის, რამდენსაც ასტრონომიული დაკვირვებები მიუთითებს.

რა თქმა უნდა, ეს სულაც არ ნიშნავს იმას, რომ საიდუმლო ამოხსნილია. ის მხოლოდ ერთი ჰიპოთეზაა სხვა მრავალთა შორის, თუნდაც ისეთის, რომლის მიხედვითაც, ბნელი მატერია მოგვიანებით, საკუთარ „ბნელ დიდ აფეთქებაში“ წარმოიქმნა.

ამ ეტაპზე, WIFI მოდელის პირდაპირ შემოწმება შეუძლებელია, მაგრამ სულ მალე შეიძლება მოხერხდეს მისი სულ მცირე ერთი ნაწილის შემოწმება. კოსმოსური მიკროტალღური ფონის სამომავლო კვლევებმა, მაგალითად, CMB-S4-მა შეიძლება დატესტოს თბილი ინფლაციის იდეა.

„თუ სამომავლო კვლევები დაადასტურებს, რომ თბილი ინფლაცია მართებული პარადიგმაა, ეს მნიშვნელოვნად გააძლიერებს ბნელი მატერიის ისე წარმოქმნის შემთხვევას, როგორც ეს ჩვენს ჩარჩოშია აღწერილი“, — ამბობს კვლევის თანაავტორი, ტეხასის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი გაბრიელე მონტეფალკონი.

კვლევა Physical Review Letters-ში გამოქვეყნდა.

მომზადებულია cns.utexas.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.