• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Den senaste kartan över mörk materia tipsar om vart astrofysiken måste gå för genombrott

    Mörk materiakarta över KiDS-undersökningsregionen (region G12). Kredit:Kids-undersökning

    Avtäckningen i sommar av den mest exakta kosmiska bilden som någonsin tagits av distributionen av mörk materia har gjort att astrofysiker känner sig både förtjusta och frustrerade.

    Å ena sidan, den nya bilden - tagen av det "vuxna" universum, över den senare hälften av dess 13,8 miljarder år långa historia – stämmer mycket överens med "bebisbilderna" som tagits separat under de senaste åren. Å andra sidan, denna överenskommelse lämnar lite utrymme för upptäckten av ny fysik som skulle kunna avslöja identiteten för mörk materia och ett ännu mer mystiskt fenomen, mörk energi.

    Tre forskare deltog nyligen i en rundabordsdiskussion, värd av Kavli Foundation, om de nya resultaten och deras implikationer för att förstå universums historia.

    "Vi är alla förvånade över att dessa två bilder [av det tidiga och moderna universum] överensstämmer i den utsträckning de gör, " säger kosmologen Scott Dodelson, en av de ledande forskarna bakom de nya resultaten från Dark Energy Survey och ordförande för institutionen för fysik vid Carnegie Mellon University. Han arbetade tidigare på Fermi National Accelerator Laboratory och var knuten till Kavli Institute for Cosmological Physics vid University of Chicago.

    De nya rönen, släpptes i augusti 2017, stöder starkt standardmodellen för Big Bang-kosmologi. Enligt detta ramverk, universum är mestadels "mörkt, "består av osynliga ämnen som, för det mesta, interagera inte med den "normala" materia som består av människor, planeter och stjärnor. Resultaten visade att mörk materia utgör 26 till 27 procent av universums innehåll; mörk energi, en kraft som accelererar universums expansion, är lejonparten på cirka 70 procent; och, normal materia är bara 4 till 5 procent av det totala.

    "För fyrtio år sedan, ingen skulle ha gissat att vi uppenbarligen lever i ett universum där det mesta är saker som inte interagerar med oss, och det mesta av energin är inte ens materia! Det är fortfarande superhäftigt, säger Risa Wechsler, en docent i fysik vid Stanford University och SLAC National Accelerator Laboratory, samt medlem av Kavli-institutet för partikelastrofysik och kosmologi. Wechsler är en grundare av Dark Energy Survey, som använder ett teleskop i Sydamerika för att observera miljontals galaxer och sluta sig till fördelningen av mörk materia runt dem.

    Lika väl beprövad som standardmodellen för Big Bang-kosmologi är, identiteten för mörk materia och mörk energi förblir svårfångade. Många forskare hoppas att nya observationer, som de som släpptes i augusti, kommer att ge ledtrådar om vad som ligger bortom det, möjligen tvingar en radikal omtanke av existerande teorier.

    George Efstathiou, som bidrar till Dark Energy Survey, har fungerat som ledare för vetenskapsgruppen för Europeiska rymdorganisationens rymdfarkost Planck. Det var Planck som fick "baby"-bilden av universum mellan 2009 och 2013.

    "En av mina förhoppningar för Planck var att standardmodellen för kosmologi skulle gå sönder och det gjorde den inte, säger Efstathiou, som är professor i astrofysik och tidigare chef för Kavli Institute for Cosmology vid University of Cambridge. "Men skulle det inte vara helt fantastiskt för kosmologi och för fysik om detta hände? Så vi borde plugga iväg och se. Vi kanske har tur."

    Som Efstathiou föreslår, Dark Energy Survey kan fortfarande leda till nya insikter. De nya resultaten baseras endast på det första året av projektets observationer, som kommer att avslutas nästa år efter fem år. Alla dessa nya data "kommer att göra det möjligt för oss att träffa standardmodellen för kosmologi lika hårt som den någonsin har drabbats, säger Dodelson.

    Och nya projekt kommer online under 2020-talet som avsevärt borde öka omfattningen och detaljerna i kartor över kosmiska strukturer och underkasta våra nuvarande teorier ännu mer rigorösa tester.

    "Min satsning är att vi ser på allt fel, " säger Dodelson. "Någon som är åtta år i dag kommer att komma runt och ta reda på hur man kan förstå all data utan att framkalla mystiska nya ämnen."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com