Тъмната материя и тъмната енергия

[scaner]

Преди 5 минути, gmladenov said:

Лапландец, ако четеш тази тема, ето ти отговорът на твоя въпрос защо физиците смятат светлината за абсолютна по природа.
Според колегата Сканер (а и всички физици), скоростта на светлината някак си е абсолютна ... независимо от това, че етър няма.
Аз на това му викам "абсолютна по природа".

ДОбре де, дай поне някакво нищожно доказателственце, че някакъв етер определя скоростта на светлината. Какво свойство на скоростта има наследено от етера, което не може без етер? Как всичко това се съчетава с експерименталните наблюдения, че нищо не влияе на тази скорост? Що за етер ще бъде, като не влияе, пък определя?

Ти сега съвсем конспиративни теории почна да ни разправяш. Звучиш точно като тях. Или като старите анекдоти:

"- Знаеш ли защо на слона очите са червени? За да се крие в черешата.

- Виждал ли си слон в черешата, не си, защото добре се е скрил"...

Та и етера така

Демек има всякакви измислени качества, ама не ги проявява, напук. Ами това не е сериозно за физическа среда. Философията ни учи: когато нещо не проявява по никакъв начин някакво качество, то не го притежава.

Така че стига мисловни гимнастики, колко хубав бил етера, дай някакви факти. Само не нагазвай пак в блатото с измишльотините.

Преди 11 минути, gmladenov said:

А за да е физически възможно скоростта на светлината да е абсолютна, тя трябва да се разпространява в абсолютна оптическа среда.

Това пък от къде произлиза като изискване? Виждаш ли даването на прилагателни на едно спорно положение как те пуска по пързалката с произволностите? Почваш да изпускаш пак предазсъдъците.

Преди 12 минути, gmladenov said:

ук е голямото объркване. Терминът "оптическа среда" като цяло е труден за смилане и затова не е видно, че СТО е етърна теория.

Терминът е труден за хора, които не знаят какво значи и се мъчат сами да си го "измислят".

Оптическа среда е среда, която взаимодейства със светлината. Ако тя не взаимодейства, тя не променя нищо на тази светлина и съответно няма основание да се нарича оптическа. Празното пространство, вакуумът е такава среда.

Но още в предната тема, когато почнеш да си измисляш сам определенията става ясно, че нещата отиват на кино.

Опитай се някак да използваш общоприетите понятия, без да им променяш смисъла.

[gmladenov]

Преди 25 минути, scaner said:

"- Знаеш ли защо на слона очите са червени? За да се крие в черешата.
- Виждал ли си слон в черешата, не си, защото добре се е скрил"...

Този виц не го бях чувал сигурно от детинство.

[gmladenov]

Преди 41 минути, scaner said:

Какво свойство на скоростта има наследено от етера, което не може без етер?

Право в десятката. Много добре казано.

Абсолютността на скоростта на светлината е свойството, което светлината наследява от абсолютния етър.
Ако скоростта на светлината е абсолютна (както е според СТО), то на светлината и трябва абсолютна физическа
среда за разпространение. А единствената такава среда, известна на физиката, е хипотетичният етър.

 

Цитирай

Цитирай

А за да е физически възможно скоростта на светлината да е абсолютна, тя трябва да се разпространява в абсолютна оптическа среда.

Това пък от къде произлиза като изискване?

Ами двете вървят заедно. Само че първо трябва да се уточним какво точно е "абсолютна оптическа среда".
Ще трябват по-подробни обяснения от моя страна.

 

Цитирай

Оптическа среда е среда, която взаимодейства със светлината. Ако тя не взаимодейства, тя не променя нищо на тази светлина и съответно няма основание да се нарича оптическа. Празното пространство, вакуумът е такава среда.

Това обяснява защо като кажа "оптическа среда" настъпва объркване. Ще го имам в предвид.

Редактирано Април 6, 2020 от gmladenov

[laplandetza]

Преди 9 минути, gmladenov said:

Право в десятката. Много добре казано.

Абсолютността на скоростта на светлината е свойството, което светлината наследява от абсолютния етър.
Ако скоростта на светлината е абсолютна (както е според СТО), то на светлината и трябва абсолютна физическа
среда за разпространение. А единствената такава среда, известна на физиката, е хипотетичният етър.

 

..

Съгласен, от етера наследява тази абсолютност. Според мен .ако квантите на светлина не взаимодействат с нищо по битието си, няма причина да имат ограничена скорост.

Новият етер, макар несвързандиректно като среда за светлина е Пространство?Времето, което изцяло зависи от допускането, а то  за сега е факт, ограничената скорост на светлина.Много пъти съм му казвал на Сканера, че Айнщайн, бягайки от етера се забърква с негов заместител и това е неуспоримо, заместителя е предложеното в ТО. скорост<С> , която е в осное=вата на <средата си> Пространство/Време.

[scaner]

Преди 34 минути, gmladenov said:

Право в десятката. Много добре казано.

Абсолютността на скоростта на светлината е свойството, което светлината наследява от абсолютния етър.
Ако скоростта на светлината е абсолютна (както е според СТО), то на светлината и трябва абсолютна физическа
среда за разпространение. А единствената такава среда, известна на физиката, е хипотетичният етър.

Свойствата се доказват, а не се измислят. А първо се доказва съществуването на техният причинител. Чак тогава се продължава с прилагателните.

Та, доказателството за съществуване на етера? Или е както в споменатият вид, не го виждаш, значи съществувал

Преди 37 минути, gmladenov said:

Ами двете вървят заедно. Само че първо трябва да се уточним какво точно е "абсолютна оптическа среда".
Ще трябват по-подробни обяснения от моя страна.

Първо си уточни какво е оптическа среда, после прилагателните.

Преди 38 минути, gmladenov said:

Това обяснява защо като кажа "оптическа среда" настъпва объркване. Ще го имам в предвид.

Надявам се да ти помогне.

Но важните въпроси:

- доказателства за съществуване на етер;

- доказателства и причини, че етерът е средата нужна за разпространение на светлината;

Преди това е безсмислено да циклиш около "абсолютен" във всякакви разцветки.

[gmladenov]

Преди 16 минути, scaner said:

Та, доказателството за съществуване на етера? Или е както в споменатият вид, не го виждаш, значи съществувал

Сканер, не следиш разговора. Нали това ми е цялата теза:
Според СТО етърът е "ненужен" и уж е премахнат - но в същото време скоростта на светлината е абсолютна.
А това е физически възможно само ако етърът съществува.

Значи хем етърът е "ненужен", хем трябва да съществува, за да може скоростта на светлината да е абсолютна.
Така излиза според СТО.

Хайде утре ще продължим, че стана много късно.

Редактирано Април 6, 2020 от gmladenov

[scaner]

Преди 1 час, gmladenov said:

Според СТО етърът е "ненужен" и уж е премахнат - но в същото време скоростта на светлината е абсолютна.
А това е физически възможно само ако етърът съществува.

А не може ли етерът да не съществува, а геометрията на пространството, в което се разпространява светлината, да е такава че да осигурява постоянна скорост?

Забележи, това е вече втора алтернатива. Тоест тази категоричност - "само ако етерът съществува" отива на кино. А колко още алтернативи има? Аз ти давам само тази според СТО.

Преди 1 час, gmladenov said:

Значи хем етърът е "ненужен", хем трябва да съществува, за да може скоростта на светлината да е абсолютна.
Така излиза според СТО.

Както забелязваш, съвсем друго излиза според СТО. Твърдиш такива неща поради неосведоменост.

 

Ето ти изказване на Айнщайн каква е ролята на етера в общата теория на относителността:

Ether and the Theory of Relativity 

Прочети я внимателно, но обуздай предразсъдъците си докато я четеш - тя не съвпада с тях. И не забравяй, това са само идеи на Айнщайн, които в последствие не придобиват развитие - ОТО се справя чудесно и без тях на този етап. Тоест никакви експерименти не изискват нужда от етер и някаква негова връзка със светлината - вече 100 години след тази статия. В бъдеще, когато квантовата механика се намеси в гравитацията и научим повече за пространството, може да се променят нещата. Но сега е абсолютно безполезно да се спекулира на тая тема, и да се лепят безпочвени етикети като "абсолютен" или не на някаква среда - те не допринасят с нищо към изясняването на  проблема, така че си ги спести. Може да си градиш някаква метафизическа философска идеология с психотерапевтичен ефект на тяхна база, но това няма общо с наука.

Най-важното качество което липсва на етера - да е отправна система, е точно необходимото, за да бъде той предпоставка за скоростта на светлината. Не може да говориш за абсолютен или друг етер, щом той няма това качество - то се обезсмисля от невъзможността да бъде етера отправна система, прекъсва логическата връзка на етера със скоростта като кинематична величина. Това са важни и непрости въпроси, осмисли ги, ще бъдеш една стъпка напред в разбирането на ТО.

На практика, от написване на горното изказване до края на живота си Айнщайн се опитва чрез средствата на ОТО "да създаде материята" чрез гравитацията,  и да въплъти изказаните неща в някаква свързана теория, съвместима с експеримента, и безуспешно. Така че решаването на подобни въпроси няма как да стане в такъв форум като тоя от пишльовци като нас, издигащи лозунги "абсолютно" и "не-абсолютно", каквото и да значи това. Това което можем да направим тук е да разберем това което е направено, и това дори съвсем не е лесна работа, камо ли ако се подхожда с предразсъдъци към него.

[100$]

Преди 8 часа, gmladenov said:

Абсолютността на скоростта на светлината е свойството, което светлината наследява от абсолютния етър.
Ако скоростта на светлината е абсолютна (както е според СТО), то на светлината и трябва абсолютна физическа
среда за разпространение. А единствената такава среда, известна на физиката, е хипотетичният Етер.

Как абсолютният етър според теб определя абсолютната скорост на светлината. Абсолютният Етер трябва да е неувлекаем, но тогава опита на ММ  Би дал ненулев резултат. И ако смяташ светлинната като частици, как това обяснява константната и скорост.

[laplandetza]

Преди 5 часа, scaner said:

А не може ли етерът да не съществува, а геометрията на пространството, в което се разпространява светлината, да е такава че да осигурява постоянна скорост?

Забележи, това е вече втора алтернатива. Тоест тази категоричност - "само ако етерът съществува" отива на кино. А колко още алтернативи има? Аз ти давам само тази според СТО.

Както забелязваш, съвсем друго излиза според СТО. Твърдиш такива неща поради неосведоменост.

 

Ето ти изказване на Айнщайн каква е ролята на етера в общата теория на относителността:

Ether and the Theory of Relativity 

Прочети я внимателно, но обуздай предразсъдъците си докато я четеш - тя не съвпада с тях. И не забравяй, това са само идеи на Айнщайн, които в последствие не придобиват развитие - ОТО се справя чудесно и без тях на този етап. Тоест никакви експерименти не изискват нужда от етер и някаква негова връзка със светлината - вече 100 години след тази статия. В бъдеще, когато квантовата механика се намеси в гравитацията и научим повече за пространството, може да се променят нещата. Но сега е абсолютно безполезно да се спекулира на тая тема, и да се лепят безпочвени етикети като "абсолютен" или не на някаква среда - те не допринасят с нищо към изясняването на  проблема, така че си ги спести. Може да си градиш някаква метафизическа философска идеология с психотерапевтичен ефект на тяхна база, но това няма общо с наука.

Най-важното качество което липсва на етера - да е отправна система, е точно необходимото, за да бъде той предпоставка за скоростта на светлината. Не може да говориш за абсолютен или друг етер, щом той няма това качество - то се обезсмисля от невъзможността да бъде етера отправна система, прекъсва логическата връзка на етера със скоростта като кинематична величина. Това са важни и непрости въпроси, осмисли ги, ще бъдеш една стъпка напред в разбирането на ТО.

На практика, от написване на горното изказване до края на живота си Айнщайн се опитва чрез средствата на ОТО "да създаде материята" чрез гравитацията,  и да въплъти изказаните неща в някаква свързана теория, съвместима с експеримента, и безуспешно. Така че решаването на подобни въпроси няма как да стане в такъв форум като тоя от пишльовци като нас, издигащи лозунги "абсолютно" и "не-абсолютно", каквото и да значи това. Това което можем да направим тук е да разберем това което е направено, и това дори съвсем не е лесна работа, камо ли ако се подхожда с предразсъдъци към него.

Виж, не знаех. Значи Айнщайн към края на мисловния си живот ме е изпреварил. Пробвал е да поправи грешките си в ТО. В такъв случай редно е да продължим, точно в такива форуми можем да спекулираме и да се вихрим на воля, за <пишлйовци >като нас това е тренировка и забавление, нека просто го правим.

 Няма да кажа нищо ново , което не съм казвал през годините, а и на кой да го кажа, като играта тук е предимно за удоволствие и експеримент.

[100$]

Ако абсолютният етър на Лоренц, съществува, и оказва някакво влияние на телата движещи се през него, така че се появяват релативистки ефекти на забавяне на времето и съкращаване на дължините по направление на движението през етера, така че това ограничава и абсолютизира скоростта на светлината и телата, движещи се през етера, следва че релативистките ефекти са абсолютни и не може да се твърди че ги има и в отправната система покояща се по отношение на лоренцовия Етер. При това 1 постулат на СТО трябва да бъде отхвърлен.

[100$]

В ред на тези мисли, не е задължително Лоренцовия етър да има качествата на отправна система, защото той не е вещественна среда запьлваща световното пространство, а се явява като качество на самото пространство. 

[gmladenov]

Преди 14 часа, 100$ said:

Абсолютният Етер трябва да е неувлекаем, но тогава опита на ММ  Би дал ненулев резултат.

Именно.

По принцип, с най-прости логически съждения се вижда следното:

Ако опитът на Майкелсън и Морли беше дал положителен резултат, то това щеше да бъде
доказателство, че етърът наистина съществува и наистина е абсолютен (както се приема
на времето). Опитът, обаче, дава нулев резултат.

Нулевият резултат не доказва дали етърът съществува или не.
Но за сметка на това той показва нещо друго много важно: ако етърът съществува, той със
сигурност не е абсолютен (иначе резултатът нямаше да е нулев). Ако пък етърът не съществува,
то оптическата среда, в която е извършен опита, също не е абсолютна.

В крайна сметка нулевият резултат на ММ показва, че във вселената явно не съществува
абсолютна оптическа среда - било то етър или някаква друга.

А щом това е така, то скоростта на светлината няма как да бъде абсолютна.
Това е физически невъзможно без съществуването на абсолютна оптическа среда.

Долната картинка показва разликата между абсолютен етър и не-абсолютен етър.
Това е изветсният пример с гарата и вагона, в който светва електрическа крушка.

Ако светлината наистина е абсолютна, то тя ще бъде "закована" за етъра и съответно ще бъде
независима от движението на вагона.  В този случай наблюдател вътре във вагона ще измери
не-изотропна скорост на светлината. Тоест, не-нулев резултат.

Но ако светлината не е абсолютна, то наблюдател вътре във вагона ще измери изотропна скорост.
Тоест, нулев резултат ... какъвто измерват Майкелсън и Морли.

 

Цитирай

Как абсолютният етър според теб определя абсолютната скорост на светлината.

Физически, скоростта на светлината може да е абсолютна само ако всички светлинни вълни във вселената
се разпространяват в една единствена физическа среда, която е обща за всчички наблюдатели.

Само абсолютният етър е такава среда, защото така са го измислили физиците на времето.
Иначе в природата не съществува абсолютна физическа среда среда.

Вакуумът на космоса, например, не е обща среда за всички наблюдатели, защото ние хората живеем
на дъното на земната атмосфера. Значи ние не се намиране във вакуума на космоса и следователно
той не е обща среда за всички наблюдатели.

Редактирано Април 7, 2020 от gmladenov

[gmladenov]

Преди 10 часа, 100$ said:

В ред на тези мисли, не е задължително Лоренцовия етър да има качествата на отправна система, защото той не е вещественна среда запьлваща световното пространство, а се явява като качество на самото пространство. 

Напротив. Физиците са си представяли етъра като веществена среда.
Менделеев даже е предвидил химичекси елемент за етъра - Нютоний.

От Мегавселена: https://megavselena.bg/koy-i-zashto-e-premahnal-etera-ot-tablitsata-na-mendeleev/

[Малоум 2]

Преди 10 часа, gmladenov said:

Напротив. Физиците са си представяли етъра като веществена среда.
 

(Етерът е основа, неподвижна среда от "стоящи вълни"  (права и обратна вълна, затворени в потенциални прегради, като в обвивки - зрънца) - и при наличие на флуктуации, и възможност за подреждане по променлив "вектор-момент на импулс", което поражда възможност за структуриране и пренос на импулс "по себе си". Така има вероятност за сфазиране и образуване на сърфиращ "обект"- самоподдържаща се "едра" структура.  В този смисъл - етерът е подвеществена среда - "ври и кипи на място" (зрънцата - квантова пяна), без зрънцата да променят мястото си в мислена пространствена решетка, ако са приети за точкови - вакуумна среда по която, посредством структуриране по "собствена характеристика" - момент на импулс (вектор), се зараждат полеви и вещеви обекти (частици) с различни физични свойства. Тези частици са градивната част на познатата ни материя - веществена+полева.  Колко бързо се преместват (движението е заради "стъпка" към новообразуване на обект) - най-бързо могат да се движат структури от  фотоните, във вълна (суперпозиция) - образуващи "вълнов" пренос на импулс. Ограничението идва от големината на зрънцата (еднакви са по големина в пяната - стъпката е една) и правата, и обратна вълна, действаща със закъснение по направа на "пакет"- две скорости - фазова и групова, носеща импулса (изменения по място), които за вакуум са еднакви. Затова във вакуум (без вещеви частици) скоростта на измененията в ЕМП максимална и гранична скорост за пренос на импулс. И - никакви абсолютности не могат да се предпишат - недостижими са за експериментална проверка - етерът и електромагнитното поле - и двете са невидими и  неподвижни за Изследовател - няма изменения, демек. Например за зрънцата - можем да ги считаме, че нямат "маса" или, че имат безкрайно голяма "маса" - все тая?! - имат ли безкрайно голяма енергия или не, докато не знаем какво е маса, що за свойство е на вещевите обекти. Затова - идеализираме при тълкуване на факти.

Замяната на етер с тъмна материя – няма да върши по-различни работи)

...

[100$]

Преди 11 часа, gmladenov said:

Напротив. Физиците са си представяли етъра като веществена среда.
Менделеев даже е предвидил химичекси елемент за етъра - Нютоний.

От Мегавселена: https://megavselena.bg/koy-i-zashto-e-premahnal-etera-ot-tablitsata-na-mendeleev/

Ново разбиране за етера, той вече не е физическа среда, а качество на пространствовремето, което се влияе от скоростта и енергията, така налага абсолютната скорост на светлината, без за това да са необходими оптически среди, или пък абсолютни или относителни етери.

[Малоум 2]

Малко припомняне: Как е свързана математиката с физическите проблеми.

https://www.youtube.com/watch?v=tWe1WcWLRec

...

...

[Малоум 2]

https://megavselena.bg/ogromen-oblak-ot-nevidimi-chastici-lipsva-ot-mlechniya-pat/

Огромен облак от невидими частици липсва от Млечния път

В Млечния път може да липсва странното рентгеново сияние, дълго свързвано с тъмната материя в други галактики, откри ново проучване. Ако този светещ ореол наистина липсва – а физиците, които не участват в изследването, са крайно скептично настроени към това откритие – това ще нанесе удар върху теорията, че тъмната материя е съставена от хипотетичното „стерилно неутрино“.

Стерилните неутрино са теоретични призрачни братовчеди на слабите субатомни неутрино, които учените вече са открили.
Авторите на новото изследване, което беше публикувано наскоро в списание Science, са потърсили този светещ ореол по малко по-различен начин от миналите опити – нещо, което поражда най-големия спор сред другите физици.

„От гледна точка на науката, мисля, че фактът, че получаваме много въпроси и голям интерес към нашата работа, е начинът, по който трябва да работи науката“, казва съавторът на изследването астрофизикът Никълъс Род от университета в Бъркли, Калифорния.

„Хората мислят как да търсят тези неутрино с рентгенови лъчи от известно време. Ние наистина имахме нова идея как да ги търсим. И всеки път, когато някой каже: „Имам нова идея как да търсим нещо, различна от това, което сме правили досега, вашият инстинкт трябва да е скептицизъм. Мисля, че това е напълно естественият отговор.“

Тъмната материя е най-голямото неизвестно във Вселената. Учените знаят, че е там, преди всичко, защото те могат да видят ефекта от нейната гравитация в галактиките; известните звезди и газове не са толкова тежки, за да свържат галактиките и да ги държат заедно. Астрофизиците смятат, че галактиките имат невидими „ореоли“ от тъмна материя, осигуряваща липсващата част и представляваща 85% от масата на Вселената. (Има и други доказателства за наличието на тъмна материя, но това е най-голямото.) Те обаче не знаят от какво се състои тази тъмна материя.

Някои теории включват наличието на относително тежки частици, наречени WIMPS. Според други участват свръхлеки частици, наречени аксиони. Има дори екзотични, не широко приети теории, които разчитат на съществуването на малки черни дупки. Но това, което е най-опростено, включва модел на физиците на неутрино – свръхлеките частици, които протичат в пространството, взаимодействайки много слабо с други частици.

В момента има три известни вида неутрино: електронни неутрино, муонни неутрино и тау неутрино. Но някои физици на частици подозират, че има четвърти вид – стерилното неутрино. Това по-тежко неутрино изобщо не би взаимодействало с други частици, освен чрез гравитация и когато се разпада. И поради добавения си обем, то не се движи през пространството толкова бързо, колкото другите неутрино. Това означава, че стерилните неутрино не летят едно до друго, а образуват облаци, което предполага, че те могат да образуват ореоли, както прави тъмната материя.

Има една важна разлика между стерилните неутрино и други кандидати за тъмна материя: С течение на времето стерилните неутрино се разпадат на други частици, които са познати, включително рентгенови фотони. Изследователи през 90-те и началото на 2000-те години предполагат, че разпадащите се ореоли на стерилни неутрино биха създали слаб блясък при определена дължина на вълната в рентгеновия спектър. И през 2014 г., прибавяйки заедно рентгенова светлина, открита от 73 различни галактически клъстери, екип от изследователи от Харвард сякаш открива подобно сияние в очаквания диапазон: слаб шип на рентгенова светлина при енергийно ниво от 3,5 keV – мярка за енергийното ниво на частиците, произвеждащи светлината.

Оттогава десетки последващи проучвания откриват подобни 3,5 kеV светила (наричани линията 3,5 keV) в други групи галактики, макар че поне някои търсения на линията – особено в галактиката Дракон – се оказаха напразни.

Но изследователите в новото проучване твърдят, че линията от 3,5 kеV липсва от най-светлия, най-близък източник на тъмна материя от всички: нашата галактика. Екип от Университетите на Мичиган и Berkeley, преминават през стари рентгенови записи на телескоп и избират рентгенови снимки на „празно небе“ – райони на Млечния път, които нямат звезди, но би трябвало там да има тъмна материя.
Техният голям набор от данни трябва да включва линия от 3,5 kеV, ако тази линия наистина е сигнал за тъмна материя, аргументират се те. Екипът е сравнително сигурен, че Млечния път има тъмна материя. И тя е толкова близо и покрива толкова голяма част от нашето небе, че тъмната материя определено трябва да се покаже в техните данни, ако е там.Както е много по-лесно да забележите голяма крушка в спалнята си, отколкото малка LED на киломтри далеч. Това категорично подсказва, твърдят те, че линията от 3,5 kеV не е сигнал за тъмна материя, което би било главен удар за теорията на стерилното неутрино.

Не всички обаче са съгласни с подобен извод.
Кеворк Абазаджиян, експерт по линията на 3,5 kеV и директор на Центъра за космология в Калифорнийския университет Ървайн, казва: „Основният проблем е, че те използват методи, които не се използват в общността на рентгеновата астрономия и има причини да не се използват. „

Авторите на доклада казват, че изображението има ниска енергийна разделителна способност, а линията от 3,5 kеV би трябвало да се показва ясно в средата му. И тъй като не е там, това предполага, че линията изобщо не е в Млечния път, твърдят те.

В друга статия, която все още не е публикувана в рецензирано списание, но издадена като предпечат, различна група изследователи – експертни рентгенови астрономи, отчитат по-широк кръг от рентгеновия спектър. Използвайки по-широко приети техники, те потърсиха линия от 3,5 kеV в Млечния път. И я намериха.

„Основното оплакване, което чух [за новото проучване], е, че [те гледат] твърде тясно и следователно това, което се случва, е, че всъщност улавят само част от самия сигнал [3.5 keV]“, казва Тим Тайт, шеф на катедрата по физика и астрономия в Калифорнийския университет Ървайн, който не участва в нито едно от изследванията.
Тейт е физик с опит в тъмната материя, който обаче обикновено не работи с рентгенови лъчи.

„Те са много внимателни в работата си и що се отнася до техния анализ, аз не виждам нищо нередно. Но наистина бих искал да видя по-широк диапазон от честоти, за да се види какво става с данните“.
Въпреки скептицизма изразен от техни колеги, Род казва, че е основателно убеден, че неговият екип е показал, че линията от 3,5 kеV не е стерилна неутрино тъмна материя.

Част от основния проблем е, че качеството на наличните рентгенови данни от празните региони на небето не е толкова добро, колкото биха искали учените.

“Настоящите рентгенови телескопи просто нямат енергийната разделителна способност, идеална за този вид изследвания“, казва Род.

Японски рентгенов телескоп, който можеше да реши този проблем, загуби контакт със Земята скоро след старта си през 2016 г. Засега няма твърди планове, поне през следващите десетина години, за пускането на каквито и да е сравними инструменти в космоса, където рентгеновата астрономия е най-ясна и точна.

Дотогава изследователите ще бъдат оставени да чакат данните с по-високо качество, които биха могли да разрешат спора веднъж завинаги.

...

...

 

Редактирано Април 16, 2020 от Малоум 2

[Малоум 2]

Експеримент за търсене тъмната материя - в клипчето. По важно е, че са стигнали до "почти неочакван?" извод - гравитацията може да е "плод" на вещевите обекти?!. (може би гравитони, си мисля).

(Тоест - "маса" е характеристика-свойство на вещеви обекти и грави-привличането се дължи на масата (известно от нютоново време). Но в баланса на сили - трябва да се включат и сили с ентропиен произход - структура на пространство от полева форма на материята (невидима), които сили са съизмерими "по слабост" с гравитационните. Те действат, когато вече ЕМСили са уравновесени локално - действат по-скоро извън галактическата област - затова, докато не се оформи галактика с достатъчна плътност по веществени обекти, слабите ентропийни сили извън галактиката, са все още в "пълен хаос")

...

...

[Малоум 2]

https://nauka.offnews.bg/news/Fizika_14/Tamna-materiia-Zagadachen-signal-udria-naj-chuvstvitelniia-detektor_151726.html

Тъмна материя: Загадъчен сигнал "удря" най-чувствителния детектор в света

Когато частица удари атомно ядро, това може да доведе до отделянето на свободни заряди и/или фотони, които могат да произведат сигнал, видим във фотоумножителните тръби, заобикалящи мишената. Детекторът XENON използва тази идея ефектно, превръщайки се в най-чувствителния експеримент за откриване на частици в света.Кредит: NICOLLE R. FULLER / NSF / ICECUBE

Детекторът XENON1T в Италия е проектиран да търси тъмна материя, но също така е чувствителен към много други процеси. И сега той е уловил изненадващ сигнал. 

Приблизително 1400 метра под земята, под италианската планина Гран Сасо, учени от международното сътрудничество XENON са изградили най-чувствителния детектор за тъмна материя в света. От години колаборацията XENON търси всякакви доказателства за загадъчна частица, която надхвърля нашия Стандартен модел, поставяйки множество рекорди за най-строги граници за това, което може (и не може) да бъде тъмната материя.

Наскоро се появи изненадващ сигнал над очаквания фон на неочаквано място: при ниските, а не при високите енергии. Има три възможни обяснения, за които знаем:

1. може да е неотчетен замърсител, като тритий,
2. може да се окаже, че неутриното имат изненадващо свойство, различно от това, което прогнозира Стандартният модел,
3. или най-вълнуващото - може да е първото ни доказателство за специален тип лека тъмна материя, като частица, наподобяваща аксион.

Науката зад този мистериозен сигнал е забележителна, независимо от причината.

Детекторът XENON1T, показан тук, е монтиран под земята в съоръжението LNGS (Laboratori Nazionali del Gran Sasso) в Италия. XENON1T, един от най-успешно екранираните детектори с нисък фон, е проектиран да търси тъмна материя, но също така е чувствителен към много други процеси. Този дизайн сега се отплаща с голямо откритие. XENON1T COLLABORATION

Ако искате да намерите нещо, което е неуловимо, трябва да сте много добър детектив. Не можете просто да изградите детектор, способен да наблюдава събитията, които търсите - трябва да защитите този детектор от всякакви други източници, които евентуално биха могли да създадат замърсяващ сигнал. За да видите нещо смислено, желаният сигнал трябва да се издигне над шума от експеримента и това е трудната част, обяснява астрофизикът Итън Сийгъл.

Излишъкът, наблюдаван в XENON1T в електронния фон при ниски енергии, в сравнение с очакваното ниво от известния фон, обозначен като червена линия. APRILE ET AL. (XENON COLLABORATION), 2020

Колаборацията XENON вече повече от десетилетие работи именно върху това. Техният експеримент се извършва под земята под планина, за да го предпази от космически частици, идващи от космоса и атмосферата. Детекторът има повече от 3 тона ултра чист течен ксенон, който служи като „мишена“ за експеримента. Той е заобиколен от фотоумножители за поемане на сигналите на дори единични заредени частици и има огромен резервоар за вода, който да улавя всякакви свободни мюони. Накратко, това е забележително постижение на инженерството.

Фотоумножителите в края на мишената на експеримента XENON (с предварителната итерация, XENON100, показана тук) са от съществено значение за реконструкцията на събитията и техните енергии, възникнали вътре в детектора. Въпреки че повечето открити събития не се отличават много от фона, наскоро се забеляза необяснимо отклонение, разпалвайки въображението на мнозина. XENON COLLABORATION

Всичко казано, има около 10 ²⁸ ксенонови атоми, които служат като възможни цели в рамките на текущата итерация на детектора XENON. (Това е увеличение с повече от 100 пъти от оригиналната версия на експеримента, датираща от 2006 г.) Всеки път, когато частица - независимо от нейния източник - попадне в детектора, има определена вероятност да взаимодейства с един от ксеноновите атоми.

За съжаление, повечето от тези взаимодействия се получават от вече известни частици, включително:

• радиоактивни разпади,
• свободни неутрони,
• космически лъчи,
• мюони,
• и неутрино,

всички те представляват фонов сигнал, който не може да бъде премахнат. С други думи, това е шумът, който присъства. Ако искате да наблюдавате сигнал, той трябва да бъде достатъчно силен, за да бъде видим над този шум.

Сред кандидатите за частици на тъмната материя са WIMP, които могат да отскочат от атомните ядра. Сътрудничеството LZ (съвременен съперник на сътрудничеството на XENON) ще осигури най-добрите граници на WIMP-нуклонните напречни сечения от всички, но може да не е толкова добър в разкриването на кандидати с ниска енергия като XENON. LUX-ZEPLIN (LZ) COLLABORATION / SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY

В момента няма окончателно обяснение на феномена на тъмната материя, а предложените хипотези могат да използват принципно различни явления. Най-популярно сред учените е предположението за тъмната материя като нова форма на вещество, състоящо се от частици. Но в рамките на този подход също има голямо разнообразие от модели, тъй като нито масата, нито другите параметри на тези частици са известни.

През последните години най-популярна е хипотезата за WIMP (WIMP - Weakly Interacting Massive Particle, слабо взаимодействаща масивна частица), чиято маса е сравнима с познатите компоненти на обикновената материя. Но въпреки това интензивното търсене на взаимодействия на такива обекти с атомни ядра в специални детектори, както и опитите за тяхното получаване при сблъсъци в ускорители на частици, не се увенчават с успех, поради което този модел постепенно губи популярност.

Тази ситуация принуждава теоретиците да се обърнат към области от параметри, които не са изследвани досега. Някои учени предлагат идеи за свръхлеките частици, като аксионите или дифузната тъмна материя, докато други, напротив, изследват големи тела, до първични черни дупки с маси на слънцето.

Експерименти като XENON, въпреки че са предназначени основно за търсене на WIMP-подобни частици, всъщност са чувствителни към голямо разнообразие от енергийни обхвати. Въпреки че се очакваше сигнали да се появят най-вече в диапазона на ~ GeV (където 1 GeV съответства на 1 милиард електрон-волта), това, което XENON всъщност видя - според новото съобщение - бе малък, но съществен излишък от събития при само няколко ~ keV енергия: хиляди, а не милиарди, електрон-волта.

Поради това, че детекторът XENON е добре екраниран и добре калибриран, се очакваха само 232 фонови събития от целия експеримент в съответния нискоенергиен диапазон (от 1 до 7 keV). И все пак, когато изследователите разглеждат резултатите си, откриват общо 285 събития: 53 повече от очакваното. Това може да е мъничко количество, но е невероятно значимо. За първи път при толкова високо ниво на сигурност, колаборацията XENON видя нещо, което надхвърля очакваното от Стандартния модел.

Безспорно е, че сътрудничеството на XENON е наблюдавало събития, които не могат да бъдат обяснени само от очаквания фон. Изглежда, че три обяснения отговарят на данните - замърсител като  тритий и леки аксиони (или комбинация от двете) и неутрино. APRILE ET AL. (XENON COLLABORATION), 2020

Независимо от източника, това е невероятно техническо и научно постижение. През годините учените от много експерименти заявяваха, че виждат излишък от частици на тъмната материя при най-различни енергии, а сътрудничеството XENON винаги осигурява проверка на разумността на всички твърдения. Ако тези твърдения са били правилни, трябва да има съответен сигнал в детектора XENON. Въпреки всички твърдения, отправени в медиите, XENON досега е връщал само „нулеви резултати“; никога не е намирал нов сигнал.

Но този път историята е различна. За първи път този детектор разкри излишък от събития над и извън очаквания фон от всички известни източници. Възможно е (но статистически много малко вероятно) това да е просто необичайно случайно колебание, но отклонението е твърде голямо, за да бъде убедително обяснение. Вместо това има три правдоподобни сценария, които биха могли да бъдат причина за това.

Сивата линия показва очаквания фон от Стандартния модел, докато черните точки (отсечки, обозначаващи възможните грешки) показват експерименталните резултати. Червената линия, която включва компонент, дължащ се на замърсители като тритий, може да обясни целият излишък на сигнала. E. APRILE ET AL. (XENON COLLABORATION), 2020

1). Замърсител тритий. Един от проблемите с фона в експеримента XENON възниква от нестабилните космически частици - мюони (по-тежките братовчеди на електроните), които взаимодействат или се разпадат вътре в апарата на XENON. Тези мюони не могат да бъдат избегнати, но могат да бъдат разбрани и извадени чрез изграждане на голям резервоар вода около детектора XENON: нещо, което колаборацията вече е направила.

Водата обаче съдържа водород и водородът има три различни изотопа: с един протон, деутерий (който включва и неутрон) и тритий (който включва два неутрона). Тритият е радиоактивен и само малко количество от него в мишената на XENON или в околните резервоари за вода - съответстващо на само няколко хиляди тритиеви атома - би могло да предизвика цялата аномалия от излишък. Все още няма независим начин за измерване на толкова малко количество тритий, но това е важна (макар и банална) възможност, която трябва да се има предвид.

Последните данни, наблюдавани в детектора на експеримента XENON, показват излишък от събития при ниски енергии, което може да се обясни с неутрино с голям магнитен момент. Други ограничения обаче вече изключват магнитния момент, необходим за обяснение на наблюдавания ефект. E. APRILE ET AL. (XENON COLLABORATION), 2020

2). Неутрино с магнитен момент. Ако поставите неутрино в магнитно поле, то изобщо не трябва да реагира. Според Стандартния модел, неутриното, като незаредени точкови частици, трябва да имат нищожен магнитен диполен момент, с около ~ 20 порядъка по-малък от диполния момент на електрона. Но ако те имаха достатъчно голям магнитен диполен момент - може би милиард пъти по-голям от прогнозите на Стандартния модел - това би могло да обясни излишъка от събития, наблюдавани от XENON.

За съжаление това обяснение вече е опровергано от два независими източника: от експеримента Борексино (Borexino experiment), който постави преки ограничения върху диполния момент на неутрино, и охлаждането както на кълбовидните клъстери, така и на белите звезди-джуджета, които поставят косвени ограничения, които са още по-строги. Освен ако нещо не е наред с тези предишни проучвания, обяснението, включващо неутрино с магнитен момент, не върши работа.

Детекторът XENON1T със своята камера, която може да поддържа много ниски температури с нисък фон е инсталиран в центъра на голям воден щит за защита на инструмента срещу космически лъчи. Тази установка позволява на учените, работещи върху експеримента XENON1T, значително да намалят фоновия шум и с по-голяма сигурност да открият сигналите от процеси, които се опитват да изучават. XENON търси не само тежка тъмна материя, подобна на WIMP, но и други форми на потенциална тъмна материя, включително леки кандидати като тъмни фотони и аксионни частици. XENON1T COLLABORATI

3). Аксиони, произведени на Слънцето. Един от по-вълнуващите варианти за тъмната материя е частица, наречена аксион - много лека частица, получена при прехода, която позволява протони и неутрони да се формират стабилно от море от кварки и глуони. Въпреки че от тук ще произлиза по-голямата част от аксионите - ако съществуват и ако те съставят тъмната материя - има две други места, където може да се произвеждат аксиони - в Големия взрив и във вътрешността на звездите.

Този последен източник включва и нашето Слънце, разбира се. И ако аксионите съществуват и съставят (поне част от) тъмната материя, тези слънчеви аксиони биха могли да пристигнат в детектора  XENON. Те са забележително и правдоподобно обяснение на този сигнал и това може да бъде първият намек за тяхното съществуване. (Експериментът ADMX, който ги търси директно, засега не е открил нищо.) Ако тази загадъчна „аномалия“ в данните на XENON е свързана с тъмната материя, слънчевите аксиони са най-вероятният механизъм за обяснение.

Въпреки голямото разнообразие от предлагани модели на тъмна материя, те не съответстват на сигнала, наблюдаван в детектора XENON. Вместо това, този последен резултат поставя най-строгите ограничения за различни сценарии на тъмната материя, включително леки вектори на бозонна тъмна материя, както е показано тук. В много тясна част от диапазона на масата на възможните частици от тъмната материя звездните ограничения са малко по-високи. E. APRILE ET AL. (XENON COLLABORATION), 2020

Това, което не подлежи на дебат обаче, е идеята, че XENON е видял пряко доказателства за лека тъмна материя: например псевдоскаларна частица или векторна бозонна тъмна материя. Дори и да позволят на масата на кандидат-частицата да варира силно, няма значителен сигнал, който да се е появил на фона на тези модели. Нещо друго - може би тритий, може би неутрино или може би слънчеви аксиони - трябва да са намесени, за да обяснят наблюдавания излишък.

Новите резултати от колаборацията XENON поставят най-строгите ограничения на тези два модела на тъмната материя, надминавайки ограниченията от всички други експерименти, както и астрофизичните наблюдения. Само в един тесен диапазон на маса са звездните граници по-ограничителни. Колаборацията XENON сега директно ограничава многобройните възможности за тъмна материя по-строго от всякога.

Експериментът XENON, разположен под земята в италианската лаборатория LNGS (Laboratori Nazionali del Gran Sasso). Детекторът е инсталиран вътре в голям воден щит. Сградата до него разполага с различни спомагателни подсистеми. Ако успеем да разберем и измерим свойствата на частиците на тъмната материя, може да успеем да създадем условия, които да я принудят да унищожи сама себе си, което да доведе до освобождаването на енергия чрез формулата E=mc^2 на Айнщайн и откриването на перфектно гориво за космически кораби. XENON1T COLLABORATION

Това е забележителен подвиг, който колаборацията XENON постигна, като събра толкова много висококачествени данни в такава защитена среда, триумф за експерименталната физика, независимо от резултатите. Щастлива изненада обаче е, че нещо окончателно причинява излишък от събития в много специфичен нискоенергиен диапазон (от 1 до 7 кеВ) в самия детектор.

Може просто да е тритий във водата - виновник може да са няколко хиляди тритиеви атома в целия апарат. Възможно е и неутриното да има голям магнитен момент, но други наблюдения противоречат на тази интерпретация. Или може да се окаже, че аксионите - специфична частица тъмна материя - произведена от Слънцето, объркват детектора.

Така или иначе, пред нас е нова загадка. Нещо просто се „удари“ в най-чувствителния детекторен експеримент и това може да е първата ни пряка улика относно природата на най-неуловимия източник на маса на Вселената: тъмната материя.

 

Справка: Observation of Excess Events in the XENON1T Dark Matter Experiment, Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU)

Препринт на тази публикация, отчитащ анализа на данните и подробности за наблюдавания излишък, ще е налична на arxiv.org след следващото им обявяване, а междувременно може и директно да се изтегли тук. Тези резултати са представени за първи път на 17 юни в специален уебинар от аспирант Евън Шокли (Evan Shockley) от Чикагския университет. Слайдовете на тази презентация са достъпни тук.

Източник:

Is It Dark Matter? Mystery Signal Goes 'Bump' In World's Most Sensitive Detector, Starts With A Bang, Ethan Siegel, Forbes

...

...

[Малоум 2]

Обобщено, популярно за проблемите с "тъмното":

...

...

[Малоум 2]

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Izchislen-e-po-tesen-diapazon-na-vazmozhnata-masa-na-chastitcite-tamna_164356.html

Изчислeн е по-тесен диапазон на възможната маса на частиците тъмна материя

Учените изчислиха нов, по-строг обхват на масата на частиците тъмна материя, основавайки се на предположението, че гравитацията е единствената сила, която им влияе. Ако някога се открият тези частици и тяхната маса се окаже извън този изчислен диапазон, то тогава върху тъмната материя би трябвало да действа и друга неизвестна сила.

Изглежда толкова просто и въпреки това не се бе случвало досега: знае се, че тъмната материя реагира на гравитацията и този факт позволява да се изчисли колка маса трябва да имат хипотетичните частици, съставляващи тъмната материя.

Изследователите от Университета в Съсекс очевидно са първите, които се сещат за това и използват предположението, че единствената сила, действаща върху тъмната материя, е гравитацията и изчисляват диапазона на възможните маси на частиците тъмна материя и резултатът е изненадващ: масата на частиците тъмна материя трябва да бъде между 10^-3 и 10⁷ електронволта. Това е диапазон на маси, който е много по-малък от това, което преди се използваше като „спектър“ на загадъчните частици: между 10^-24 eV и 10¹⁹ GeV (1 GeV е един милиард eV или електронволт - енергията във вакуум, получена от електрон при преминаването му през точки с потенциална разлика 1 V. Единицата се използва за измерване на масата на елементарните частици, като се трансформира чрез уравнението на Айнщайн, E=m·c²).

Новото изчисление определя, че частиците тъмна материя не са нито свръхлеки, нито свръхмасивни.

Втора изненада е, че ако се окаже, че масата на тъмната материя е извън този диапазон, това означава, че тъмната материя реагира не само на гравитацията, но и на друга сила. Това може да е слабото взаимодействие, но може и да е сила на природата, която изобщо не познаваме, пета сила на природата.

Справка: Theoretical bounds on dark matter masses
Xavier Calmet, Folkert Kuipers, Physics Letters B
https://doi.org/10.1016/j.physletb.2021.136068

Източник: How heavy is dark matter? Scientists radically narrow the potential mass range for the first time, UNIVERSITY OF SUSSEX .

...

...

(Съм с различно мнение по въпроса - няма специални частици на тъмната материя. Гравитацията е с гравитони - излъчвани от централна област на частици с маса. Промяната на обвивките на частиците и телата, водят до промяна на съпротивлението при движение в неподвижното ЕМПоле. А коефициентът на съпротивление е маса. Непрестанното образуване на частиците води до промяна във формата на частиците и до други параметри при взаимодействието им с други подобни. При това информацията която се излъчва от тези промени е като обвивка-балон, т. е., "носи" много малко енергия, съизмерима с енергията на грави-взаимодействието. Прилича на гравитационно - променят се масите, но не се отчитат като "части" на тъмна енергия - това е Петата сила - принцип на подобието - подобните може да се привличат не само заради гравитация от маса, а и заради енергия от информация. И, доколкото частиците притежават и спин - може да се получава и слаба ентропийна отблъскваща сила. Например - принцип на Паули - спин зависимост на два електрона за една орбитала - една обвивка.)

...

[Шпага]

On 29.01.2021 г. at 11:28, Малоум 2 said:

...

(Съм с различно мнение по въпроса - няма специални частици на тъмната материя. Гравитацията е с гравитони - излъчвани от централна област на частици с маса. Промяната на обвивките на частиците и телата, водят до промяна на съпротивлението при движение в неподвижното ЕМПоле. А коефициентът на съпротивление е маса. Непрестанното образуване на частиците води до промяна във формата на частиците и до други параметри при взаимодействието им с други подобни. При това информацията която се излъчва от тези промени е като обвивка-балон, т. е., "носи" много малко енергия, съизмерима с енергията на грави-взаимодействието. Прилича на гравитационно - променят се масите, но не се отчитат като "части" на тъмна енергия - това е Петата сила - принцип на подобието - подобните може да се привличат не само заради гравитация от маса, а и заради енергия от информация. И, доколкото частиците притежават и спин - може да се получава и слаба ентропийна отблъскваща сила. Например - принцип на Паули - спин зависимост на два електрона за една орбитала - една обвивка.)

...

Здрасти!

Би ли дал малко по подробен коментар във връзка с това -- "подобните може да се привличат не само заради гравитация от маса, а и заради енергия от информация."

Отдавна ме терзаят въпросите за връзката между енергия и информация, но засега в главата ми е пълен хаос Може би защото дори самото понятие "информация" /във физиката/ все още не е еднозначно дефинирано.

 

[Малоум 2]

Преди 35 минути, Шпага said:

Здрасти!

Би ли дал малко по подробен коментар във връзка с това -- "подобните може да се привличат не само заради гравитация от маса, а и заради енергия от информация."

Отдавна ме терзаят въпросите за връзката между енергия и информация, но засега в главата ми е пълен хаос Може би защото дори самото понятие "информация" /във физиката/ все още не е еднозначно дефинирано.

 

(Знаеш, по хипотезата -физическата  информация се съдържа във фотоните. Обвивките на непрестанно образуващите се частици, се формират по-бавно от бързината на формиране на частиците като цяло и  "насищат" близката си околност с конфигурации по подобие на формата си, за всяка пълна пулсация при образуването си. Грубо - все едно излъчват като антена обвивки - като балончета, характерни за точно тази частица. За Съседните подобни частици, енергетично, е по-изгодно да се образуват върху готовата полева структура или - правят стъпка на образуване към излъчващата, като че ли им действа съвсем слаба сила на привличане. Тоест, заради подреждане на полевата структура (ентропия) се получава привличане на подобните частици. (бозоните го показват - скупчват се, а фермионите - не. Те ползват цялото околно пространство за да направят себе си и не формират постоянна обвивна повърхнина около себе си.) )

...По рано съм го писал: Ентропията

S = K.lnP, ..., където:

K – константата на Болцман … ( 1,38.10^(-24) сal/deg),

а Р – е броят на начините, по които може да се реализира дадено състояние.

...            

Като преминем към двоична система, която използвахме за пресмятане на информацията (J) ...:

Ентропията се различава от информацията само с множителя K.ln2

При това на един бит информация съответства твърде малка стойност на ентропията, тъй като константата на Болцман е много малка...

Приблизително 2,5.10^(-24) сal/deg

...

[Кухулин]

 

[Малоум 2]

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Dali-proizhodat-na-tamnata-materiia-ne-se-krie-v-samata-gravitatciia_183249.html

Дали произходът на тъмната материя не се крие в самата гравитация?

Истинската природа на тъмната материя остава загадка. Въпреки десетилетия на усилени търсения на частици тъмна материя, ние все още не знаем какво е това, въпреки че знаем от косвени наблюдения, че 85% от цялата материя във Вселената се състои от тъмна материя, а останалите 15% от обикновената ни известна материя.

Тези косвени наблюдения са до голяма степен свързани с гравитацията, като плоските криви на въртене на галактиките и гравитационните лещи около  галактиктически купове.

Но какво ще стане, ако самата гравитация е тази, която формира произхода на тъмната материя?

Наскоро двама физици – Олег Лебедев и Йонг-Хюн Юн (Jong-Hyun Yoon) от Института по физика в Хелзинки – предлагат удивителна теория: че в първата фаза на Вселената, фазата на инфлация, гравитонът, това е хипотетичният квантов носител на гравитацията, е създал огромни количества тъмна материя. И това се е случило във време, когато дори обикновената материя все още я е нямало, тя се появява едва след периода на инфлация.

По време на периода на инфлация, Вселената се разширява с експоненциална скорост, в малък интервал от време Вселената може би се разширила между 10³⁰ и 10¹⁰⁰ пъти.

Тази инфлационна епоха е била от решаващо значение за бъдещата еволюция на Вселената, тъй като това невероятно разширение превръща микроскопичните квантови флуктуации на пространство-времето в семена, които някой ден ще се превърнат в звезди, галактики и галактиктически купове.

Какво е причинило тази инфлация не е известно, но е единственото, което може да обясни моделите, открити в космическия микровълнов фон, образуван, когато Вселената е била на 380 000 години, и широкомащабното разпределение на материята във Вселената. Статистиката на тези модели съвпада с това, което виждаме в квантовите флуктуации, което дава на космолозите увереността, от която се нуждаят, за да предположат, че има връзка. 

_{Графиката показва времева линия на Вселената, базирана на теорията за Големия взрив и моделите за инфлация. Кредит: NASA/WMAP}

В края на инфлацията космосът е бил много по-голям от преди. Но също така е бил и много по-празен, тъй като цялото съдържание, което преди това е било във Вселената, е било изхвърлено далеч едно от друго.

Каквото и да е задвижвало инфлацията в началото, то в крайна сметка се изчерпа. Космолозите смятат, че за нея е било отговорно хипотетично поле, наречено инфлатонно поле, проявление на което е частицата инфлатон. След периода на инфлация инфлатонът се разпада и се образуват частиците, които познаваме днес, протоните, неутроните, електроните и други частици. Вероятно същото събитие е произвело и тъмна материя. Космолозите не са сигурни от какво е съставена тъмната материя, но изобилие от доказателства сочат, че това е някакъв нов, неизвестен вид частица, която представлява над 80% от цялата материя във Вселената.

Лебедев и Юн сега предлагат нов механизъм за генериране на много тъмна материя в ранната вселена, който разчита единствено на гравитацията. В края на инфлацията, точно преди инфлатонът да изчезне и да породи зоологическата градина от частиците на нашата вселена, инфлатонът се пръска из космоса като топка, търкулнала се надолу по стръмен хълм, но все още колебаеща се на дъното на потенциалната яма.

 

_{Аналог на повторно нагряване на ранната Вселена в лабораторията динамиката на инфлатонното поле се картографира върху тази на атомен Бозе-Айнщайн кондензат, чиито възбуждения се идентифицират с частиците, произведени от разлагащото се инфлатонно поле. Кредит: https://arxiv.org/abs/2008.02290} 

Космолозите наричат този етап фаза на повторно загряване на разпадането на инфлатона. В ттази кратка фаза, самата гравитация може да играе основна роля, позволявайки на инфлатона да се свърже с частица тъмна материя. В този случай гравитацията приема формата на предполагаемия си квантово-механичен носител на сила, гравитона. Обикновено гравитонът не участва в реакциите на частиците, но двамата физици са намерили начин да го накарат да се появи във фазата на повторно загряване към края на ерата на инфлацията.

Лебедев и Юн откриват, че когато гравитонът се появява във взаимодействията на частиците в тази екстремна епоха, той може да осигури канали за разпадане на инфлатона в частици тъмна материя. Тези частици тъмна материя тогава щяха да са във Вселената преди останалата нормална материя да ги последва, когато инфлатонът в крайна сметка изчезне. Този механизъм работи само ако нещо специално се случи с космоса, като експоненциално бързото разширяване по време на инфлацията. И когато тази фаза приключва, производството на тъмна материя също спира, запазвайки нивото на сегашните 85% тъмна материя във Вселената.

Физиците са настроили своята симулация така, че да създадат точното количество тъмна материя, което изискват наблюденията на космоса. Но това все още е теоретична работа. Авторите не са съвсем сигурни как гравитацията взаимодейства с частиците. Това е механизъм на квантовата гравитация, теория за силната гравитация в малки мащаби, която е настоящият свещен граал на съвременната физика. Така че, за своята работа, съавторите на статията да направили много предположения за това как гравитацията действа в тези мащаби.

Все пак идеята е интересна, защото предлага начин за обяснение как ранната вселена може да произведе значителни количества тъмна материя и тази тъмна материя никога повече да не взаимодейства с нормална материя.

Справка: On gravitational preheating
Oleg Lebedev, Jong-Hyun Yoon; arXiv:2203.15808v1; https://doi.org/10.48550/arXiv.2203.15808 

Източник: Is the origin of dark matter gravity itself?, Space.com 

...

...