แรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่อาจก่อตัวขึ้นเป็นล้านล้านวินาทีหลังจากบิ๊กแบงในความอุดมสมบูรณ์ที่ดีพอที่จะบัญชีสําหรับสสารมืดDark Matter in a simulated universe_Illustration Credit & Copyright Tom Abel & Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH
ภาพเด่นจากพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติอเมริกัน Hayden ท้องฟ้าจําลองแสดงจักรวาลมืดเน้น
ตัวอย่างหนึ่งของสสารมืดที่แพร่หลายอาจหลอกหลอนจักรวาลของเรา
ในกรอบนี้จากการจําลองคอมพิวเตอร์โดยละเอียดเส้นใยที่ซับซ้อนของสสารมืดที่แสดงเป็นสีดําถูกโรยเกี่ยวกับจักรวาลเช่นใยแมงมุมในขณะที่กลุ่มที่ค่อนข้างหายากของสสาร baryonic ที่คุ้นเคยเป็นสีส้ม การจําลองเหล่านี้เป็นการจับคู่ทางสถิติที่ดีกับการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ สิ่งที่อาจจะเปิดน่ากลัวของเหตุการณ์สสารมืด — แม้ว่าค่อนข้างแปลกและในรูปแบบที่ไม่รู้จัก — ไม่ได้คิดว่าเป็นแหล่งที่แปลกที่สุดของแรงโน้มถ่วงในจักรวาล เกียรติที่ตอนนี้ตกไปพลังงานมืด แหล่งที่สม่ําเสมอมากขึ้นของแรงโน้มถ่วงน่ารังเกียจที่ดูเหมือนว่าตอนนี้จะครอบงําการขยายตัวของจักรวาลทั้งหมด (เครดิตภาพ: เครดิตภาพประกอบและลิขสิทธิ์ทอมเอเบิล & ราล์ฟเคห์เลอร์ (KIPAC, SLAC), AMNH)
สสารมืด, สารที่เข้าใจยากที่บัญชีสําหรับส่วนใหญ่ของมวลในจักรวาล, อาจจะประกอบด้วยอนุภาคขนาดใหญ่ที่เรียกว่าแรงโน้มถ่วงที่โผล่ออกมาครั้งแรกในการดํารงอยู่ในช่วงเวลาแรกหลังจากบิ๊กแบง. และอนุภาคสมมุติเหล่านี้อาจจะเป็นผู้ลี้ภัยจักรวาลจากมิติพิเศษ ทฤษฎีใหม่ชี้ให้เห็น
การคํานวณของนักวิจัยบอกใบ้ว่าอนุภาคเหล่านี้สามารถสร้างได้ในปริมาณที่เหมาะสมเพื่ออธิบายสสารมืดซึ่งสามารถ “เห็น” ผ่านแรงโน้มถ่วงของมันในสสารธรรมดาเท่านั้น “แรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่ผลิตโดยการชนของอนุภาคธรรมดาในจักรวาลต้น กระบวนการนี้เชื่อว่าหายากเกินไปสําหรับแรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่ที่จะเป็นผู้สมัครสสารมืด” ศึกษาผู้เขียนร่วม Giacomo Cacciapaglia นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยลียงในฝรั่งเศสกล่าวกับ Live Science
แต่ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในเดือนกุมภาพันธ์ในวารสารจดหมายทบทวนทางกายภาพ Cacciapaglia พร้อมกับนักฟิสิกส์มหาวิทยาลัยเกาหลี Haiying Cai และ Seung J. Lee พบว่าแรงโน้มถ่วงเหล่านี้เพียงพอที่จะทําในจักรวาลต้นเพื่อบัญชีสําหรับสสารมืดทั้งหมดที่เราตรวจพบในปัจจุบันในจักรวาล
แรงโน้มถ่วงถ้ามีอยู่จะมีมวลน้อยกว่า 1 เมกะอิเล็กตรอนโวลต์ (MeV)
ดังนั้นไม่เกินสองเท่าของมวลของอิเล็กตรอนการศึกษาพบ ระดับมวลนี้ต่ํากว่าระดับที่ฮิกส์โบซอนสร้างมวลสําหรับสสารธรรมดาซึ่งเป็นกุญแจสําคัญสําหรับแบบจําลองในการผลิตเพียงพอของพวกเขาที่จะบัญชีสําหรับสสารมืดทั้งหมดในจักรวาล (สําหรับการเปรียบเทียบอนุภาคที่เบาที่สุดที่รู้จักกันนิวตริโนมีน้ําหนักน้อยกว่า 2 อิเล็กตรอนโวลต์ในขณะที่โปรตอนมีน้ําหนักประมาณ 940 MeV ตามสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ)ทีมพบแรงโน้มถ่วงสมมุติเหล่านี้ในขณะที่ตามล่าหาหลักฐานของมิติพิเศษซึ่งนักฟิสิกส์บางคนสงสัยว่ามีอยู่ควบคู่ไปกับสามมิติของพื้นที่ที่สังเกตได้และมิติที่สี่เวลา
Could the universe have more dimensions than we realize?จักรวาลสามารถมีมิติมากกว่าที่เราคิดได้หรือไม่? (เครดิตภาพ: เก็ตตี้อิมเมจ)ในทฤษฎีของทีม เมื่อแรงโน้มถ่วงแพร่กระจาย ผ่านมิติพิเศษ มันกลายเป็นรูปธรรมในจักรวาลของเรา เป็นแรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่ แต่อนุภาคเหล่านี้จะโต้ตอบเพียงอ่อนแอกับสสารธรรมดาและผ่านแรงโน้มถ่วงเท่านั้น คําอธิบายนี้คล้ายกับสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับสสารมืดซึ่งไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์กับแสง แต่มีอิทธิพลต่อแรงโน้มถ่วงรู้สึกได้ทุกที่ในจักรวาล ยกตัวอย่างเช่นอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงนี้เป็นสิ่งที่ป้องกันไม่ให้กาแลคซีบินออกจากกัน
”ข้อได้เปรียบหลักของแรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่เป็นอนุภาคสสารมืดคือพวกเขามีปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงเท่านั้นดังนั้นพวกเขาจึงสามารถหลบหนีความพยายามที่จะตรวจจับการปรากฏตัวของพวกเขา” Cacciapaglia กล่าวในทางตรงกันข้ามผู้สมัครสสารมืดที่เสนออื่น ๆ เช่นอนุภาคขนาดใหญ่ที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อนแกนและนิวตริโนอาจรู้สึกได้จากการโต้ตอบที่ละเอียดอ่อนกับกองกําลังและสาขาอื่น ๆความจริงที่ว่าแรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่แทบจะไม่โต้ตอบผ่านแรงโน้มถ่วงกับอนุภาคและกองกําลังอื่น ๆ ในจักรวาลมีข้อได้เปรียบอื่น
”เนื่องจากปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอมากของพวกเขา, พวกเขาสลายตัวช้ามากจนพวกเขายังคงมีเสถียรภาพในช่วงชีวิตของจักรวาล,”Cacciapaglia กล่าวว่า,”ด้วยเหตุผลเดียวกัน, พวกเขาจะผลิตอย่างช้าๆในระหว่างการขยายตัวของจักรวาลและสะสมมีจนถึงวันนี้.”ในอดีตนักฟิสิกส์คิดว่าแรงโน้มถ่วงไม่ใช่ผู้สมัครสสารมืดเพราะกระบวนการที่สร้างมันหายากมาก เป็นผลให้แรงโน้มถ่วงจะถูกสร้างขึ้นในอัตราที่ต่ํากว่าอนุภาคอื่น ๆดาวฤกษ์และกาแลคซีแรกสุดเกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ร้อยล้านปีแรกหลังจากบิ๊กแบงแสดงที่นี่ในภาพประกอบของวิวัฒนาการของจักรวาลนี้ (เครดิตภาพ: Harikane et al., NASA, EST และ P. Oesch/Yale)แต่ทีมพบว่าใน picosecond (ล้านล้านวินาที) หลังจากบิ๊กแบงแรงโน้มถ่วงเหล่านี้มากขึ้นจะถูกสร้างขึ้นกว่าทฤษฎีที่ผ่านมาแนะนํา การเพิ่มประสิทธิภาพนี้เพียงพอสําหรับแรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่ ที่จะอธิบายปริมาณของสสารมืดที่เราตรวจพบในจักรวาลอย่างสมบูรณ์การศึกษาที่พบ
credit : stuffedanimalpatterns.net akronafterdark.net shebecameabutterfly.net ladyreneecharters.com geoporters.net
