Một nghiên cứu mới đề xuất một kịch bản rằng vật chất tối có thể được tạo ra từ các photon tối siêu nhẹ làm nóng vũ trụ của chúng ta.
Máy quang phổ nguồn gốc vũ trụ (COS) trên Kính viễn vọng Không gian Hubble, thiết bị đo “mạng lưới vũ trụ”, những sợi phức tạp và mỏng manh lấp đầy không gian giữa các thiên hà, cho biết giả thuyết này hoàn toàn phù hợp với các quan sát. Theo dữ liệu do COS thu thập, các mô phỏng thủy động lực của mô hình hình thành cấu trúc truyền thống chỉ ra rằng các sợi liên thiên hà vũ trụ đang nóng hơn họ.
Các nhà khoa học cho biết, “Vì các photon tối có thể chuyển đổi thành các photon tần số thấp và làm nóng các cấu trúc vũ trụ. Họ có thể giải thích rõ ràng những thông tin thí nghiệm.”
Các tác giả James S. Bolton (Đại học Nottingham), Andrea Caputo (Đại học CERN và Tel Aviv), Hongwan Liu (Đại học New York) và Matteo Viel (SISSA) giải thích, “Các photon tối là những hạt mới được giả định là chất mang lực cho một hạt mới lực trong vùng tối, giống như cách photon là chất mang lực cho điện từ. Tuy nhiên, không giống như photon, chúng có thể có khối lượng. Đặc biệt, photon tối siêu nhẹ – có khối lượng nhỏ hơn electron khoảng 20 bậc độ lớn – là một ứng cử viên sáng giá cho vật chất tối".
Tương tự như cách các loại neutrino khác nhau trộn lẫn, tối và thường photon cũng được dự đoán sẽ làm như vậy, cho phép vật chất tối photon tối siêu nhẹ biến đổi thành các photon tần số thấp. Các web vũ trụ sẽ bị làm nóng bởi các photon này, nhưng không giống như các cơ chế làm nóng khác dựa trên các quá trình vật lý thiên văn, như sự hình thành sao và gió thiên hà, quá trình sưởi ấm này lan tỏa và hiệu quả hơn ngay cả ở những nơi không quá dày đặc.
Matteo Viel giải thích: “Thông thường, các sợi vũ trụ đã được sử dụng để thăm dò các đặc tính quy mô nhỏ của vật chất tối, trong khi trong trường hợp này, lần đầu tiên chúng tôi đã sử dụng dữ liệu môi trường liên thiên hà có độ dịch chuyển đỏ thấp làm nhiệt lượng kế, để kiểm tra xem tất cả các quá trình gia nhiệt mà chúng tôi biết hay không. là đủ để tái tạo dữ liệu. Chúng tôi nhận thấy rằng điều này không phải như vậy: còn thiếu thứ gì đó mà chúng tôi mô hình hóa như một phần đóng góp do photon tối tạo ra.”
Tạp chí tham khảo:
- James S. Bolton, Andrea Caputo, Hongwan Liu và Matteo Viel. So sánh các quan sát rừng Lyman-α có độ lệch đỏ thấp với mô phỏng thủy động lực với vật chất tối Photon tối. Physical Review Letters. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.211102
