Strašidelné sviečky temnej hmoty tak ťažké ako Zem a také veľké ako naša slnečná sústava boli prvými štruktúrami, ktoré sa vytvorili vo vesmíre, podľa nových výpočtov vedcov z Curyšskej univerzity, uverejnených v tohtoročnom čísle Príroda.
Vedci tvrdia, že naša vlastná galaxia stále obsahuje štvornásobok týchto halos, z ktorých jeden by mal Zem prechádzať každých niekoľko tisíc rokov. Každodenne prší na Zem a cez naše telá nespočetné množstvo náhodných častíc temnej hmoty.
„Tieto sviečky temnej hmoty boli gravitačné„ lepidlo “, ktoré priťahovalo obyčajnú hmotu, čo nakoniec umožnilo vznik hviezd a galaxií,“ uviedol prof. Ben Moore z Ústavu teoretickej fyziky na univerzite v Zürichu, spoluautor správy o prírode. , "Tieto štruktúry, stavebné kamene všetkého, čo dnes vidíme, sa začali formovať skoro, len asi 20 miliónov rokov po veľkom tresku."
Temná hmota predstavuje viac ako 80 percent hmotnosti vesmíru, ale jej podstata nie je známa. Zdá sa, že je vnútorne odlišný od atómov, ktoré tvoria hmotu všade okolo nás. Temná hmota sa nikdy priamo nezistila; jeho prítomnosť sa odvodzuje z jeho gravitačného vplyvu na bežnú záležitosť.
Vedci z Zürichu založili svoj výpočet na vedúcom kandidátovi na temnú hmotu, teoretickú časticu nazývanú neutino, ktorá bola považovaná za vytvorenú vo veľkom tresku. Ich výsledky si vyžiadali niekoľko mesiacov počúvania čísel na zBoxe, novom superpočítači, ktorý na univerzite v Zürichu navrhli a postavili Moore a Drs. Joachim Stadel a Juerg Diemand, spoluautori správy.
„Až do 20 miliónov rokov po veľkom tresku bol vesmír takmer hladký a homogénny?“ Povedal Moore. Mierna nerovnováha v distribúcii hmoty však umožnila gravitácii vytvoriť známu štruktúru, ktorú dnes vidíme. Regióny s vyššou hmotnosťou priťahovali viac hmoty a regióny s nižšou hustotou stratili hmotu. Temná hmota vytvára gravitačné vrty vo vesmíre a do nich prúdi obyčajná hmota. Galaxie a hviezdy sa začali formovať asi 500 miliónov rokov po veľkom tresku, zatiaľ čo vesmír je starý 13,7 miliárd rokov.
Použitím superpočítača zBox, ktorý využil výkon 300 procesorov Athlon, tím vypočítal, ako sa v priebehu času vyvíjajú neutrína vytvorené vo veľkom tresku. Neutino je už dlho obľúbeným kandidátom na „studenú temnú hmotu“, čo znamená, že sa nepohybuje rýchlo a môže sa zhlukovať, aby vytvoril gravitačnú studňu. Neutinoíno ešte nebolo zistené. Ide o navrhovanú „supersymetrickú“ časticu, časť teórie, ktorá sa pokúša napraviť nekonzistencie v štandardnom modeli elementárnych častíc.
Za posledné dve desaťročia vedci verili, že neutrálne jadrá by dnes mohli vytvárať obrovské halopy temnej hmoty a obaliť celé galaxie. Výpočty superpočítača zBox v tíme Zürichu vyplynuli tri nové a hlavné fakty: halo so zemskou hmotnosťou sa vytvorilo ako prvé; tieto štruktúry majú veľmi husté jadrá, ktoré umožňujú kvadrilónom prežiť veky v našej galaxii; tiež tieto „miniatúrne“ sviečky temnej hmoty sa pohybujú cez svoje hostiteľské galaxie a pri prechádzaní interagujú s bežnou hmotou. Je dokonca možné, že tieto halogény by mohli narušiť Oortov kometárny mrak ďaleko za Plutom a poslať trosky cez našu slnečnú sústavu.
„Detekcia týchto halogénových halogénov je obtiažna, ale možná“, uviedol tím. Halogény neustále vyžarujú gama lúče, čo je najenergetickejšia forma svetla, ktoré sa vytvára, keď sa neutrálne zrážky zrážajú a ničia sa.
"Prechádzajúce halo v našom živote (ak by sme mali šťastie), by bolo dosť blízko, aby sme ľahko videli jasnú stopu gama lúčov," povedal Diemand, teraz na Kalifornskej univerzite v Santa Cruz.
Najlepšia šanca na detekciu neutrálnych látok je však v galaktických centrách, kde je hustota temnej hmoty najvyššia, alebo v centrách týchto migrujúcich halonológov s hmotnosťou Zeme. Hustejšie regióny poskytnú väčšiu šancu na neutrálne zrážky, a tým viac gama lúčov. "Toto by bolo stále ťažké odhaliť, ako keby sme sa snažili vidieť svetlo jedinej sviečky umiestnenej na Plute," povedal Diemand.
Misia NASA GLAST, ktorá sa má spustiť v roku 2007, bude schopná tieto signály zistiť, ak existujú. Pozemné observatóriá gama lúčov, ako sú VERITAS alebo MAGIC, by mohli byť tiež schopné detegovať gama lúče z neutrálnych interakcií. V najbližších niekoľkých rokoch Veľký Hadron Collider v CERN vo Švajčiarsku potvrdí alebo vylúči koncepciu supersymetrie.
Obrázky a počítačové animácie neutrálneho halo a skorej štruktúry vo vesmíre založené na počítačových simuláciách sú k dispozícii na adrese http://www.nbody.net.
Albert Einstein a Erwin Schringeringer boli medzi predchádzajúcimi profesormi pracujúcimi v Ústave teoretickej fyziky na univerzite v Zürichu, ktorí významne prispeli k nášmu pochopeniu pôvodu vesmíru a kvantovej mechaniky. Rok 2005 je stým výročím Einsteinovej najvýznamnejšej práce v oblasti kvantovej fyziky a relativity. V roku 1905 získal Einstein doktorát na univerzite v Zürichu a publikoval tri vedecké práce.
Poznámka pre redaktorov: Inovatívny superpočítač navrhnutý Joachim Stadel a Ben Moore je kocka 300 procesorov Athlon prepojená dvojrozmernou vysokorýchlostnou sieťou od Dolphin / SCI a ochladená patentovaným systémom prúdenia vzduchu. Ďalšie podrobnosti nájdete na stránke http://krone.physik.unizh.ch/~stadel/zBox/. Stadel, ktorý viedol projekt, poznamenal: „Bolo to skľučujúce zostaviť superpočítač na svetovej úrovni z tisícov komponentov, ale keď bol dokončený, bol to najrýchlejší vo Švajčiarsku a svetový superpočítač s najvyššou hustotou. Paralelný simulačný kód, ktorý používame, rozdeľuje výpočet rozdelením samostatných častí modelového vesmíru do rôznych procesorov. “
Pôvodný zdroj: Ústav teoretickej fyziky? Zürichská tlačová správa
