Es ist allgemein bekannt, dass dunkle Materie macht ungefähr 80% der Masse des Universums aus, aber was nicht bekannt ist, ist genau das, was es ist oder wie es entstanden ist. Nun, um sein Geheimnis zu erweitern, eine neue Studie ist aufschlussreich die schwer fassbare Angelegenheit kann vor dem existiert haben Urknall .
Eine neue Verbindung zwischen Teilchenphysik und Astronomie
"Die Studie ergab eine neue Verbindung zwischen Teilchenphysik und Astronomie. Wenn dunkle Materie aus neuen Teilchen besteht, die vor dem Urknall geboren wurden, beeinflussen sie die Verteilung der Galaxien am Himmel auf einzigartige Weise. Diese Verbindung kann verwendet werdenum ihre Identität zu enthüllen und Schlussfolgerungen über die Zeit vor dem Urknall zu ziehen ", sagte Tommi Tenkanen, Postdoktorand für Physik und Astronomie an der Johns Hopkins University und Autor der Studie.
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Dunkle Materie ist schwer zu erfassen, da sie nicht direkt beobachtbar ist. Ihre Anwesenheit ist vielmehr durch ihre Gravitationseffekte auf die Bewegung und Verteilung der sichtbaren Materie im Raum bekannt.
Nun stehen die neuen Erkenntnisse in direktem Widerspruch zu der lang gehegten Überzeugung, dass dunkle Materie eine übrig gebliebene Substanz des Urknalls sein muss.
"Wenn dunkle Materie wirklich ein Überbleibsel des Urknalls wäre, hätten Forscher in vielen Fällen bereits in verschiedenen Teilchenphysik-Experimenten ein direktes Signal dunkler Materie sehen müssen", sagte Tenkanen.
Ein einfacher mathematischer Rahmen
Die neuartige Studie verwendet einen einfachen mathematischen Rahmen, um zu veranschaulichen, dass dunkle Materie möglicherweise vor dem Urknall erzeugt wurde. Insbesondere wäre sie in einer Ära entstanden, die als kosmische Inflation bekannt ist, als sich der Raum sehr schnell ausdehnte. Diese ErweiterungEs wird angenommen, dass dies zur Einführung bestimmter Arten von Partikeln führt, die als Skalare bezeichnet werden, wie z. B. das Higgs-Boson.
"Wir wissen nicht, was dunkle Materie ist, aber wenn sie etwas mit skalaren Partikeln zu tun hat, ist sie möglicherweise älter als der Urknall. Mit dem vorgeschlagenen mathematischen Szenario müssen wir keine neuen Arten von Wechselwirkungen annehmenzwischen sichtbarer und dunkler Materie jenseits der Schwerkraft, von der wir bereits wissen, dass sie da ist ", erklärte Tenkanen.
Obwohl die Vorstellung, dass dunkle Materie vor dem Urknall entstanden sein könnte, nicht neu ist, gab es bisher keine Berechnungen, die diese Idee stützen könnten. Tenkanen sagt, dies liegt daran, dass Forscher das einfachste mathematische Szenario für die Ursprünge dunkler Materie übersehen haben.
Seine neue Methode bietet nicht nur einen Einblick in dieses Szenario, sondern kann auch zu einer neuen Methode führen, um den Ursprung der Dunklen Materie zu testen, indem die Signaturen der Blätter der Dunklen Materie auf der Verteilung der Materie im Universum beobachtet werden.
"Obwohl diese Art von dunkler Materie zu schwer fassbar ist, um in Partikelexperimenten gefunden zu werden, kann sie ihre Anwesenheit in astronomischen Beobachtungen offenbaren. Wir werden bald mehr über den Ursprung der dunklen Materie erfahren, wenn der Euklid-Satellit 2022 gestartet wirdsehr aufregend zu sein, um zu sehen, was es über dunkle Materie enthüllt und ob seine Erkenntnisse verwendet werden können, um in die Zeit vor dem Urknall zu blicken. "
Die Studie wird veröffentlicht in Physical Review Letters.