Materi gelap alam semesta yang tak terlihat bisa menjadi kelompok berputar dengan vortisitas kecil yang tak terhitung banyaknya, itu menunjukkan karya teoretis baru.
Temuan, diterbitkan pada 30 Mei di majalah Ulasan Fisik dTawarkan perspektif baru tentang perilaku aneh materi gelap “ultralight”, zat hipotetis yang terbuat dari partikel elementer yang sangat terang.
Dalam studi baru, fisikawan mengeksplorasi apa yang terjadi ketika materi gelap Halo Gira, harapan alami galaksi nyata, yang umumnya berputar saat mereka berevolusi. Berdasarkan pemodelan teoretis mereka dan simulasi terperinci, penulis menemukan bahwa bahan eksotis ini dapat berperilaku seperti nukleus yang berlebihan, membentuk stabil dan berputar dengan jaringan vortex sebagai Yang terlihat dalam percobaan laboratorium.
Jenis materi gelap khusus
Berbeda dengan tampilan standar Materi gelap Sebagai awan partikel berat dan lambat tanpa struktur internal, penelitian baru ini berfokus pada materi gelap yang terbuat dari partikel yang lebih ringan daripada sepersejuta massa elektron. Partikel -partikel ini mungkin tidak melayang secara pasif di ruang angkasa; Jika mereka berinteraksi sedikit satu sama lain melalui kekuatan yang menjijikkan, mereka dapat berperilaku lebih sebagai cairan kuantum.
Perilaku cairan ini memungkinkan pembentukan “soliton”: struktur kompak dan koheren di mana tarikan gravitasi ke dalam seimbang dengan tekanan eksternal dari interaksi diri.
“Soliton adalah solusi klasik dari persamaan gerakan.” Philippe BraxSeorang fisikawan teoretis dari Universitas Paris-Saclay dan rekan penulis penelitian, kata Live Science. “Mereka sesuai dengan keseimbangan hidrostatik di mana gaya gravitasi yang menarik seimbang dengan interaksi otomatis partikel-partikel menjijikkan, sesuatu seperti matahari, yang juga dalam kesetimbangan hidrostatik.”
Soliton ini dapat bervariasi dari ukuran bintang ke seluruh galaksi, tergantung pada massa partikel materi gelap yang tidak diketahui. Dalam kasus yang lebih besar, mereka dapat membantu menjelaskan mengapa pusat -pusat galaksi tampaknya kurang padat penuh materi gelap dari yang diharapkan, masalah lama dalam kosmologi.
Dari awan pemintalan ke jaringan vortex
Para peneliti mensimulasikan apa yang terjadi ketika awan materi gelap yang tidak biasa ini berputar. Hasilnya mengejutkan: alih -alih berbalik dengan lembut sebagai badai atau bola yang solid, Soliton mengembangkan jaringan internal vortisitas mikroskopis.
“Ketika kondisi awal sedemikian rupa sehingga awan materi gelap berkisar, hasil akhirnya adalah soliton berputar di tengah halo yang runtuh,” kata rekan penelitian ini Patrick ValageaJuga dari Universitas Paris-Saclay. “Soliton ini menunjukkan bentuk Oblata yang selaras dengan sumbu rotasi awal, dan menunjukkan rotasi tubuh padat yang didukung oleh vortisitas yang dikuantifikasi.”
Vortisitas ini tidak seperti pemintalan angin atau pusaran di dalam air. Sebaliknya, mereka menyerupai garis vortex yang dikuantifikasi yang muncul secara berlebihan seperti helium cair, di mana cairan berputar bukan secara keseluruhan tetapi melalui berbagai benang berputar yang bijaksana. Di tengah setiap pusaran, kepadatan materi gelap jatuh ke nol, dan bersama -sama, vortisitas diselaraskan dalam pola reguler yang mirip dengan jaringan.
“Simulasi kami menunjukkan bahwa garis pusaran ini selaras dengan momentum sudut total dan mengikuti orbit melingkar di dalam soliton,” kata Valagea. “Rotasi tidak seperti angin yang halus, melainkan paket tornado mikroskopis yang disusun dalam pola kaca.”
Gagasan menarik yang dibesarkan oleh para peneliti adalah apakah struktur pusaran kecil ini memiliki implikasi yang jauh lebih besar. Secara khusus, mereka berspekulasi bahwa beberapa garis pusaran dapat menyebar di luar halo tunggal, menghubungkan galaksi melalui filamen luas filamen dari Situs web kosmik -Mesta sulur raksasa dari materi gelap yang membentuk struktur besar -skala alam semesta.
“Pada tahap ini, gagasan bahwa beberapa lini vortex ini dapat bergabung dengan lingkaran cahaya yang berbeda melalui filamen jaringan kosmik adalah hipotesis,” kata Brax. Jika itu benar, itu bisa berarti bahwa efek kuantum pada materi gelap secara halus mempengaruhi bagaimana galaksi diselaraskan dan bergerak di dalam benang kolosal ini.
Mendeteksi struktur pusaran semacam itu akan menjadi tantangan. Karena materi gelap tidak memancarkan atau menyerap cahaya, para ilmuwan hanya dapat menyimpulkan adanya pengaruh gravitasi mereka pada materi yang terlihat seperti bintang dan gas.
Meski begitu, mungkin ada cara untuk melihat efeknya. “Vortisitas ini dikaitkan dengan saluran dalam kepadatan materi gelap,” kata Brax. “Dengan demikian, mereka mencetak karakteristik karakteristik dalam potensi gravitasi, yang dapat mempengaruhi orbit bintang atau awan gas di galaksi seperti Bimasakti“
Dalam skenario yang lebih spekulatif, jika materi gelap berinteraksi bahkan lemah dengan materi biasa atau cahaya, vortisitas dapat meninggalkan sidik jari yang lebih langsung, tetapi untuk saat ini, itu tetap menjadi pertanyaan terbuka.
Tim berencana untuk menyelidiki apakah jaringan vortex yang direncanakan dapat dideteksi melalui pengamatan astronomi dan apakah mereka benar -benar terhubung dengan filamen kosmik yang meluas melalui ruang.
Untuk saat ini, pusaran hantu ini tetap tidak terlihat, tetapi sebagai kemajuan teori dan teknologi, para ilmuwan dapat menemukan bahwa kosmos tidak hanya penuh dengan materi yang tidak terlihat, tetapi ditenun dengan pola -pola benang kuantum yang berputar.
