Uusi tutkimus ehdotti skenaariota, jonka mukaan pimeää ainetta voitaisiin valmistaa ultrakevyistä tummista fotoneista, jotka lämmittivät universumiamme.
Hubble-avaruusteleskoopissa oleva Cosmic Origin Spectrograph (COS), joka mittaa "kosmista verkkoa", galaksien välisen tilan täyttäviä monimutkaisia ja hauraita filamentteja, sanoo, että tämä hypoteesi on täysin sopusoinnussa havaintojen kanssa. COS:n keräämien tietojen mukaan perinteisen rakenteen muodostusmallin hydrodynaamiset simulaatiot osoittavat, että kosmiset intergalaktiset filamentit ovat kuumempia kuin ne ovat.
Tiedemiehet sanoivat, "Koska tummat fotonit voivat muuttua matalataajuisiksi fotoneiksi ja lämmittää kosmisia rakenteita. He voisivat hyvin selittää kokeelliset tiedot."
Kirjoittajat James S. Bolton (University of Nottingham), Andrea Caputo (CERN ja Tel Avivin yliopisto), Hongwan Liu (New Yorkin yliopisto) ja Matteo Viel (SISSA) selittävät, ”Tummat fotonit ovat hypoteettisia uusia hiukkasia, jotka ovat uuden voiman kantajia voima pimeässä sektorissa, aivan kuten fotoni on voiman kantaja sähkömagnetismi. Toisin kuin fotoneilla, niillä voi kuitenkin olla massaa. Erityisesti ultrakevyt tumma fotoni – jonka massa on niinkin pieni kuin kaksikymmentä suuruusluokkaa pienempi kuin elektronin – on hyvä ehdokas pimeä aine"
Samanlainen tapa kuin erityyppiset neutriinot sekoittuvat, tummat ja tavalliset fotonit Odotetaan myös tekevän niin, mikä mahdollistaa ultrakevyiden tummien fotonien pimeän aineen muuttumisen matalataajuisiksi fotoneiksi. The kosminen verkko nämä fotonit lämmittävät, mutta toisin kuin muut astrofysikaalisiin prosesseihin perustuvat lämmitysmekanismit, kuten tähtien muodostuminen ja galaktiset tuulet, tämä lämmitysprosessi on haja- ja tehokkaampi jopa paikoissa, jotka eivät ole kovin tiheitä.
Matteo Viel selittää: "Yleensä kosmisia filamentteja on käytetty pimeän aineen pienimuotoisten ominaisuuksien tutkimiseen, kun taas tässä tapauksessa olemme ensimmäistä kertaa käyttäneet matalan punasiirtymän intergalaktisen väliaineen tietoja kalorimetrinä tarkistaaksemme, ovatko kaikki tiedossamme olevat kuumennusprosessit. riittävät tietojen toistamiseen. Huomasimme, että näin ei ole: jotain puuttuu, mitä mallinnimme pimeän fotonin tuottamana panoksena."
Lehden viite:
- James S. Bolton, Andrea Caputo, Hongwan Liu ja Matteo Viel. Matala punasiirtymän Lyman-α metsähavaintojen vertailu hydrodynaamisiin simulaatioihin tummalla fotonilla, pimeällä aineella. Fyysisen tarkastelun kirjaimet. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.211102
