Μια νέα μελέτη πρότεινε ένα σενάριο ότι η σκοτεινή ύλη θα μπορούσε να δημιουργηθεί από υπέρελαφρα σκοτεινά φωτόνια που θέρμαιναν το σύμπαν μας.
Ο Κοσμικός Φασματογράφος Προέλευσης (COS) στο διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, το οποίο μετρά τον «κοσμικό ιστό», τα περίπλοκα και αδύναμα νήματα που γεμίζουν το διάστημα μεταξύ των γαλαξιών, λέει ότι αυτή η υπόθεση συμφωνεί απόλυτα με τις παρατηρήσεις. Σύμφωνα με τα στοιχεία που συγκέντρωσε η COS, οι υδροδυναμικές προσομοιώσεις του παραδοσιακού μοντέλου σχηματισμού δομής δείχνουν ότι η κοσμικά διαγαλαξιακά νήματα είναι πιο ζεστά από ό,τι είναι.
Οι επιστήμονες είπαν, «Δεδομένου ότι τα σκοτεινά φωτόνια μπορούσαν να μετατραπούν σε φωτόνια χαμηλής συχνότητας και να θερμάνουν τις κοσμικές δομές. Θα μπορούσαν κάλλιστα να εξηγήσουν τις πειραματικές πληροφορίες».
Οι συγγραφείς James S. Bolton (Πανεπιστήμιο του Nottingham), Andrea Caputo (CERN και Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ), Hongwan Liu (Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης) και Matteo Viel (SISSA) εξηγούν, «Τα σκοτεινά φωτόνια είναι υποθετικά νέα σωματίδια που είναι οι φορείς δύναμης για ένα νέο δύναμη στον σκοτεινό τομέα, όπως το φωτόνιο είναι ο φορέας δύναμης ηλεκτρομαγνητισμό. Σε αντίθεση με τα φωτόνια, ωστόσο, μπορούν να έχουν μάζα. Συγκεκριμένα, το υπερελαφρύ σκοτεινό φωτόνιο —με μάζα τόσο μικρή όσο είκοσι τάξεις μεγέθους μικρότερη από το ηλεκτρόνιο—είναι καλός υποψήφιος για σκοτεινή ύλη. "
Παρόμοια με το πώς αναμειγνύονται διαφορετικοί τύποι νετρίνων, σκοτεινά και συνηθισμένα φωτόνια Αναμένεται επίσης να το κάνουν, επιτρέποντας στο υπερελαφρύ σκοτεινό φωτόνιο της σκοτεινής ύλης να μετατραπεί σε φωτόνια χαμηλής συχνότητας. ο κοσμικός ιστός θα θερμανθεί από αυτά τα φωτόνια, αλλά σε αντίθεση με άλλους μηχανισμούς θέρμανσης που βασίζονται σε αστροφυσικές διεργασίες, όπως σχηματισμός αστεριών και τους γαλαξιακούς ανέμους, αυτή η διαδικασία θέρμανσης είναι πιο διάχυτη και αποτελεσματική ακόμη και σε μέρη που δεν είναι πολύ πυκνά.
Ο Ματέο Βιέλ εξηγεί: «Συνήθως, κοσμικά νημάτια έχουν χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση ιδιοτήτων μικρής κλίμακας της σκοτεινής ύλης, ενώ σε αυτήν την περίπτωση χρησιμοποιήσαμε για πρώτη φορά τα δεδομένα διαγαλαξιακού μέσου χαμηλής μετατόπισης στο κόκκινο ως θερμιδομέτρηση, για να ελέγξουμε εάν όλες οι διαδικασίες θέρμανσης που γνωρίζουμε επαρκούν για την αναπαραγωγή των δεδομένων. Διαπιστώσαμε ότι αυτό δεν ισχύει: κάτι λείπει που μοντελοποιούμε ως συνεισφορά που παράγεται από το σκοτεινό φωτόνιο».
Αναφορά στο περιοδικό:
- James S. Bolton, Andrea Caputo, Hongwan Liu και Matteo Viel. Σύγκριση Παρατηρήσεων Δάσους Lyman-α Χαμηλής Μετατόπισης Ερυθρού με Υδροδυναμικές Προσομοιώσεις με Σκοτεινή Ύλη με σκοτεινό φωτόνιο. Επιστολές Φυσικής ΕπισκόπησηςΕ DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.211102
