Новые открытия о структуре вселенной могут породить исследования

Новое исследование изучило очень большие скопления галактик и пришло к выводу, что они действительно содержат ту часть видимой материи, которая разрабатывается в рамках теории Большого взрыва. Статья написана аспирантом Дэвидом Лэндри совместно с доктором Массимилиано (Макс) Бонаменте, доцентом физики UAH, Полом Джайлсом и Беном Моганом из Бристольского университета, Великобритания, и Маршаллом Джоем из Центра космических полетов им. Маршалла НАСА.

Доктор Дэвид Лэндри сейчас работает ученым в Corvid Technologies в Хантсвилле, штат Алабама.Эта работа может побудить к новым попыткам объяснить результаты прошлых исследований о том, что в некоторых кластерах наблюдается дефицит барионов по сравнению с ожидаемым. Вселенная состоит примерно на 75 процентов из темной энергии и на 25 процентов из материи. Из той части, которая составляет материю, около 16 процентов — это знакомая видимая материя, которая окружает нас, а остальные 84 процента — это темная материя.

«Мы называем это темной материей, потому что не знаем, из чего она состоит, но она состоит из частиц определенного типа и, кажется, не излучает видимую энергию», — сказал доктор Бонаменте. Вместе темная энергия, темная материя и обычная барионная материя образуют круговую диаграмму массы Вселенной, где все должно составлять 100 процентов. «Мы не знаем, что такое темная материя, — сказал он, — но у нас есть средства, чтобы собрать все вместе».В то время как темная энергия обладает отталкивающей энергией, темная материя и барионная материя обладают силой притяжения, когда «все любит слипаться», образуя звезды, планеты и галактики, сказал доктор Бонаменте. С помощью рентгеновских лучей астрофизики обнаружили, что существует диффузный горячий плазменный газ, заполняющий пространство между галактиками.

«По сути, пространство между галактиками заполнено этой горячей плазмой с температурой 100 миллионов градусов», — сказал доктор Бонаменте. Поскольку газ очень диффузный, он имеет очень низкую теплоемкость. «Это как если бы я задал вам этот вопрос: в какую чашку с кипящей водой вы бы предпочли или комнату, нагретую до 212 градусов по Фаренгейту? Вы выбираете комнату, потому что температура внутри нее более рассеянная. чем это было бы в стакане с концентрированной водой, и поэтому вы можете терпеть это ».Так почему же горячий газ просто не улетучивается? «Он привязан к кластеру под действием силы тяжести», — сказал доктор Бонаменте. «С горячим газом вы можете сделать две вещи.

Вы можете измерить обычное вещество, то есть содержание барионов. И второе, поскольку горячий газ связан, вы можете измерить, сколько вещества потребуется для удержания газа, и, следовательно, вы может сказать, сколько там темной материи. «Внезапно в горячих газах есть что-то действительно чудесное, — сказал он. — Можешь съесть свой пирог и тоже его съесть».Теоретически Вселенная должна содержать одинаковые пропорции видимой и темной материи независимо от того, где она отбирается. Используя показания космического микроволнового излучения, астрофизики смогли провести своего рода судебную экспертизу прошлого Вселенной, и эти открытия показали пропорции, которые присутствовали во время Большого взрыва или вскоре после него.

«Поскольку это началось с Большого взрыва, это соотношение должно сохраниться», — сказал доктор Бонаменте. «Это похоже на то, как если бы я пошел в океан с совком. В совке с водой, которую я получаю, должна быть такая же концентрация соли, что и в остальной части океана, независимо от того, где я ее беру».Но прошлые исследования показали, что в некоторых кластерах не хватает ожидаемого процента барионов, что ставит вопрос о том, где они находятся.

«С недавнего времени люди считали, что в кластерах содержится менее 16 процентов барионов, поэтому барионы отсутствовали», — сказал доктор Бонаменте. «Мы сказали нет, они там. Итак, как мы нашли скопления с таким правильным соотношением? Мы изучили самые светящиеся из них, потому что они имеют большую массу и содержат больше барионов».Полученные данные могут открыть новые области исследования того, почему дефицит барионов был зарегистрирован в прошлых исследованиях.

Доктор Бонаменте предлагает одну теорию. «Мы знаем, что некоторые более мелкие кластеры действительно имеют более низкую концентрацию барионов, чем более крупные», — сказал он. Возможно, из-за более слабых гравитационных сил горячие газы улетучиваются таким же образом, как и планеты без атмосферы. «Может быть, газ можно связать, но, может быть, немного может улететь, если просто недостаточно гравитации».

Для дальнейших исследований более мелких кластеров д-р Бонаменте с нетерпением ожидает прибытия нового преподавателя д-ра Мин Сан, ранее работавшего в Университете Вирджинии, который является экспертом по группам, имеющим менее 16 процентов барионов.«Я очень рад, что Мин решил присоединиться к нашей исследовательской группе», — говорит доктор Бонаменте. «С его помощью Грив готов продолжать делать открытия о структуре Вселенной, и это самый захватывающий вопрос, чтобы ответить на этот вопрос. Я могу думать об этом ».


Портал обо всем