Künstlerische Darstellung eines Neutronensterns. Casey Reed / Penn State University / Wikimedia
Wenn Sie die Natur nicht schlagen können, schließen Sie sich ihr an.
Bei der Suche nach einem Mittel zum Nachweis von Dunkler Materie haben Wissenschaftler laut einer kürzlich durchgeführten Studie möglicherweise einen Weg gefunden, die Natur dieser mysteriösen Substanz endlich zu erfassen.veröffentlicht in der ZeitschriftPhysical Review Letters.
Und der neue Weg liegt in der ultradichten Materie von Neutronensternen.
Neutronensterne könnten als kolossale Detektoren für dunkle Materie dienen
Zum Zeitpunkt des Schreibens haben Wissenschaftler nur indirekt auf die Existenz von Dunkler Materie geschlossen und müssen die bizarre Substanz, die den größten Teil des Universums ausmacht, noch direkt nachweisen. Es ist keine leichte Aufgabe für Physiker, Teilchen der Dunklen Materie in erdbasierten Experimenten zu identifizieren, da sie mit normaler Materie mit unvorstellbar seltenen Frequenzen wechselwirken. Um sie zu finden, brauchen wir also einen extrem großen Detektor – so groß, dass es absolut unpraktisch ist, hier auf der Erde einen zu bauen. Aber die Natur hat uns eine brauchbare Alternative zur Verfügung gestelltForm von Neutronensternen, die laut der Studie als kolossaler Detektor für dunkle Materie fungieren können.
Die Forscher haben einen Weg gefunden, mit diesen einzigartigen und gigantischen Detektoren für dunkle Materie viel genauere Informationen zu erhalten. Neutronensterne sind die dichtesten, die der Wissenschaft bekannt sind und entstehen, wenn kolossale Sterne bei einer Supernova-Explosion sterben.Der danach verbleibende Kern kollabiert dann zu einer dicht gepackten Kugel, die von der Schwerkraft mit so großer Kraft nach innen gezogen wird, dass sich die Protonen und Elektronen verbinden und Neutronen erzeugen.In diesem Zustand hätte ein Neutronenstern mit der Masse unserer Sonne eine Größe von etwa 10 km²10 km Radius, und selbst ein einziger Teelöffel der Materie des Neutronensterns hätte eine Masse von einer Milliarde Tonnen.
Das ist ein schwerer Löffel.
Dunkle Materieteilchen könnten Neutronensterne zu Schwarzen Löchern kollabieren
Aber deshalb sind diese verblüffenden Sterne auch "kosmische Laboratorien", die es uns ermöglichen, das Verhalten dunkler Materie unter Bedingungen hoher Schwerkraft zu untersuchen, die wir auf der Erde einfach nicht nachbilden können. Dunkle Materie interagiert selten mit gewöhnlicher, alltäglicher Materie.und kann sich über ein ganzes Lichtjahr bewegen, das ungefähr 10 Billionen Kilometer beträgt, ohne ihre gesamte Geschwindigkeit zu verlieren. Aber Neutronensterne sind so unglaublich dicht, dass sie möglicherweise anhalten können. Partikel der dunklen Materie beim Durchgang durch sie. Die Theorie besagt, dass dunkle Materieteilchen in die Neutronen des schweren Sterns prallen, kinetische Energie oder Geschwindigkeit verlieren und in einer immensen Schwerkraft gefangen werden.
Auf einer ausreichend langen Zeitachse würden sich die Teilchen der Dunklen Materie im Kern des Neutronensterns ansammeln und dann den alten, knochenerschütternden kalten Stern so stark erhitzen, dass wir ihn aus unglaublichen Entfernungen beobachten können. Tatsächlich, wenn genugDunkle Materie wird von einem Neutronenstern gesammelt, sie könnte sogar den Kollaps des Wirtssterns auslösen in ein schwarzes Loch. Dies könnte sogar etwas sein, das wir eines Tages entdecken könnten. Obwohl dies ein unglaublicher Anblick ist, ist die Hauptaussage dieser Studie, dass wir eine ideale Möglichkeit haben könnten, dunkle Materie direkt mithilfe von kosmischen Körpern zu entdecken, die von der Natur bereitgestellt werdenUnd diese Methode würde sowohl die Robustheit als auch die Genauigkeit von erheblich verbessern. Einfangrate der dunklen Materie, öffnet die Tür zur Berechnung der Stärke der Kräfte, die dunkle Materieteilchen auf gewöhnliche Materie im eisigen Herzen von Neutronensternen ausüben.