նեյտրինո

  • Ինչպես է նեյտրոնային աստղի բախումը ընդմիշտ փոխում տիեզերքը

    Ինչպես է նեյտրոնային աստղի բախումը ընդմիշտ փոխում տիեզերքը

    Նեյտրոնային աստղի մեկ թեյի գդալը կշռում է միլիարդավոր տոննա։ Երբ երկու նման գերխիտ մարմիններ բախվում են, դրանք ոչ միայն ստեղծում են հզոր գրավիտացիոն ալիքներ, այլև թողնում են մշտական ​​սպի տարածաժամանակի հյուսվածքում։.

    հաղորդում է Physical Review Letters-ում հրապարակված գիտնականների միջազգային խմբի ուսումնասիրությունը ուսումնասիրում է այսպես կոչված գրավիտացիոն ալիքային հիշողության էֆեկտը: Նեյտրոնային աստղերը ձևավորվում են գերնոր աստղի պայթյունից հետո: Այս կոմպակտ օբյեկտները, որոնք մոտավորապես 20 կիլոմետր տրամագծով են և ավելի մեծ զանգված ունեն, քան Արեգակը, պարունակում են մինչև սահմանը սեղմված նյութ. ատոմները քայքայվում են, և նյութը գրեթե ամբողջությամբ բաղկացած է նեյտրոններից: Երբ երկու նման աստղ մոտենում են միմյանց, համակարգը սկսում է արձակել գրավիտացիոն ալիքներ, որոնք արդեն հայտնաբերվել են LIGO և Virgo դետեկտորների կողմից:

    Հիշողության էֆեկտ՝ ալիք, որը երբեք չի անհետանում

    Սովորաբար, գրավիտացիոն ալիքը ձգվում և սեղմվում է տարածության մեջ, որից հետո ամեն ինչ վերադառնում է իր սկզբնական վիճակին: Սակայն Այնշտայնի տեսությունը կանխատեսում է մեկ այլ բան. ալիքի անցումից հետո կարող է մնալ փոքր, բայց մշտական ​​տեղաշարժ: Դետեկտորի մեջ գտնվող մասնիկները ճշգրիտ չեն վերադառնում իրենց սկզբնական դիրքերին: Այս մնացորդային հետքը կոչվում է հիշողության էֆեկտ:.

    Առաջին նման հաշվարկները կատարվել են Յակով Զելդովիչի և Ալեքսանդր Պոլնարևի կողմից 1974 թվականին: Հետագայում Դեմետրիոս Քրիստոդուլոուն ցույց տվեց, որ Այնշտայնի հավասարումների ոչ գծայինությունը ուժեղացնում է այս էֆեկտը: Ժամանակակից հետազոտությունները ավելացրել են նոր աղբյուրներ՝ էլեկտրամագնիսական ճառագայթում և նեյտրինոների հոսք:.

    Մագնիսական դաշտեր, նեյտրինոներ և ազդանշանի 50 տոկոսը

    Իլինոյսի համալսարանի, Աթենքի ակադեմիայի, Վալենսիայի համալսարանի և Մոնտկլերի պետական ​​համալսարանի գիտնականները մոդելավորել են տարբեր զանգվածներով, վիճակի հավասարումներով և մագնիսական դաշտի կոնֆիգուրացիաներով նեյտրոնային աստղերի միաձուլումը: Նրանք առանձին-առանձին հաշվի են առել նեյտրինոների և բարիոնային նյութի արտանետումը՝ յուրաքանչյուր գործոնի ներդրումը հասկանալու համար:.

    Պարզվեց, որ մագնիսական դաշտերը, նեյտրինոները և արտանետված նյութը կազմում են ընդհանուր գրավիտացիոն հիշողության 15-ից 50 տոկոսը։ Ավելին, ավելի ուժեղ մագնիսական դաշտը միշտ չէ, որ նշանակում է ավելի մեծ ազդեցություն. որոշ դեպքերում մագնիսացված համակարգերը ցույց են տվել ավելի փոքր զուտ հիշողություն։ Սև խոռոչներից տարբերվող նեյտրոնային աստղերը կարող են հիշողություն կուտակել ավելի երկար ժամանակ հիմնական բախումից հետո։.

    Այս էֆեկտի դիտարկումը կլիներ ընդհանուր հարաբերականության տեսության կարևոր փորձություն: Հիշողության հայտնաբերումը կտրամադրեր տեղեկատվություն նեյտրոնային աստղի զանգվածի, ներքին կառուցվածքի և մագնիսական դաշտի մասին: Գրավիտացիոն ալիքների դետեկտորները կկարողանային արդյունավետորեն հետազոտել գերխիտ նյութը, որը անհասանելի է լաբորատոր փորձերի համար: Չնայած սա միայն առաջին քայլն է, գիտնականները հույս ունեն, որ ապագա դիտարկումները կբացահայտեն տիեզերքում այս «սպին»:.

  • «Մենք սխալ ենք հաշվել տիեզերքը». ֆիզիկայից նոր ազդանշան

    «Մենք սխալ ենք հաշվել տիեզերքը». ֆիզիկայից նոր ազդանշան

    հրապարակված ուսումնասիրության համաձայն ՝ տիեզերքի էվոլյուցիայի հաշվարկները այլևս չեն համապատասխանում իրական դիտարկումներին։ Գիտնականները ընդունում են, որ վաղ տիեզերքից միլիարդավոր տարիներ առաջ ստացված տվյալները էքստրապոլացնելիս տեսությունը տալիս է այլ արդյունք, քան աստղադիտակները։

    Ֆիզիկոսներն ունեն վաղ տիեզերքի բարձր ճշգրտությամբ քարտեզ։ Այն հիմնված է տիեզերական միկրոալիքային ֆոնի վրա և համարվում է ստանդարտ։ Սակայն, օգտագործելով Ստանդարտ մոդելը և Այնշտայնի հավասարումները, ժամանակակից տիեզերքը պետք է ավելի «կոպիտ» լինի։ Իրականությունը պարզվեց այլ։.

    S8 լարում. որտեղ տեսությունը քանդվում է

    Տիեզերագետները իրենց մոդելները ստուգում են երկու եղանակով։ Առաջինը հիմնված է Պլանկի արբանյակի կողմից գրանցված տիեզերական միկրոալիքային ֆոնային ճառագայթման վերլուծության վրա։ Այս տվյալները նկարագրում են տիեզերքը 380,000 տարի առաջ և թույլ են տալիս հաշվարկել դրա ապագան։.

    Երկրորդ մեթոդը ժամանակակից տիեզերքի ուղղակի դիտարկումն է։ Այն օգտագործում է թույլ գրավիտացիոն ոսպնյակավորման մեթոդը։ Զանգվածը, հիմնականում մութ նյութը, աղավաղում է տարածաժամանակը և աղավաղում հեռավոր գալակտիկաների լույսը։ Այս աղավաղումները օգտագործվում են նյութի բաշխման քարտեզը կառուցելու համար։.

    Խնդիրն այն է, որ մեթոդները այլևս չեն համընկնում: Ժամանակակից չափումները ցույց են տալիս նյութի ավելի միատարր բաշխում: S8 պարամետրի արժեքը ցածր է սպասվածից: Անհամապատասխանությունը հասնում է 2-3 սիգմայի: Ֆիզիկայի համար սա ցույց է տալիս կամ համակարգված սխալ, կամ անավարտ մոդել:.

    Մութ հատված՝ անսպասելի կապով

    Ստանդարտ տիեզերագիտության մեջ մութ նյութը համարվում է սառը և պասիվ։ Այն փոխազդում է շրջակա աշխարհի հետ գրեթե բացառապես ձգողականության միջոցով։ Նեյտրինոները նույնպես համարվում են գործնականում անկախ մասնիկներ, որոնք ազատորեն թափանցում են տարածություն։.

    Նոր հոդվածի հեղինակները առաջարկել են այլ սցենար։ Նրանք թույլ են տվել առաձգական ցրում մութ նյութի և նեյտրինոների միջև։ Վաղ տիեզերքում նեյտրինոները չափազանց խիտ և արագ էին։ Նույնիսկ թույլ փոխազդեցությունը թույլ էր տալիս նրանց իմպուլս փոխանցել մութ նյութի մասնիկներին։.

    Այս գործընթացը հանգեցնում է դիֆուզիոն մարման կոչվող երևույթի։ Ձգողականությունը հակված է մութ նյութը հավաքելու խիտ հալոների մեջ, մինչդեռ նեյտրինոների ցրումը կանխում է դա։ Արդյունքում, կառուցվածքների աճը դանդաղում է, և խտության փոքր տատանումները հարթվում են։.

    Հենց սա է, ըստ հաշվարկների, որ իջեցնում է S8 պարամետրը։ Տիեզերքն այսօր ավելի միատարր է թվում, քան կանխատեսվում էր ստանդարտ մոդելով՝ առանց փոխազդեցությունների։.

    Տվյալներ, սիմուլյացիաներ և հայտնաբերման սահմանները

    Հիպոթեզը ստուգելու համար գիտնականները համատեղել են դիտարկումների մի քանի անկախ աղբյուրներ

    • Պլանկի արբանյակային տվյալներ
    • ACT աստղադիտակի բարձր անկյունային լուծաչափի չափումներ
    • DES Y3 նյութի բաշխման քարտեզ

    Վերլուծությունը ներառում էր բարդ համակարգչային մոդելավորում և ոչ գծային գրավիտացիայի դիտարկում: Վիճակագրական վերլուծությունը ցույց տվեց, որ ստանդարտ Lambda-CDM մոդելը թույլ է նկարագրում տվյալների բազմությունը: Մութ նյութի և նեյտրինոների փոխազդեցություններով մոդելը լուծում է անհամապատասխանությունը:.

    Օպտիմալ փոխազդեցության ուժգնությունը գնահատվում է մոտ 10^-4: Վիճակագրական նշանակալիությունը հասնում է 3 սիգմա մակարդակի: Ֆիզիկայում սա համարվում է լուրջ ապացույց, բայց դեռևս ոչ հայտնագործություն:.

    Եթե ​​արդյունքները հաստատվեն, մութ նյութը կդադարի լինել պասիվ ֆոնային երևույթ։ Այն կդառնա Տիեզերքում տեղի ունեցող գործընթացների ակտիվ մասնակից։ Վերա Ռուբինի աստղադիտարանի և CSST աստղադիտակի ապագա դիտարկումները պետք է տան վերջնական պատասխանը։.