• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Hur forskare arbetar tillsammans för att lösa ett av universums mysterier

    En artists intryck av snabb radio exploderar på himlen ovanför den australiensiska SKA-prekursorn, ASKAP. Kredit:OzGrav, Swinburne University of Technology

    Ett av den moderna astrofysikens mest förbryllande pussel är karaktären hos Fast Radio Bursts, som upptäcktes 2007. Dessa är till synes sällsynta, extremt starka ljusblixtar med radiovåglängder. De varar bara i millisekunder; har sitt ursprung utanför vår galax, Vintergatan; kommer från regioner med enormt starka magnetfält; och passera genom en betydande mängd gas eller damm innan de når jorden.

    Alla dessa fakta kan få det att låta som om forskare vet mycket om snabba radioutbrott. I verkligheten, det gör vi inte. Till exempel, även om vi vet att de inte är från vår galax, vi vet inte exakt var de kommer ifrån. Vi vet inte vad som orsakar dem. Och vi är inte säkra på om de kan vara användbara som kosmologiska standarder för att mäta de storskaliga egenskaperna hos vårt universum.

    Dussintals teorier om snabba radioutbrott har föreslagits. Vissa överensstämmer med standardfysik. Andra är mer exotiska, inklusive kosmiska strängar – hypotetiska, endimensionella strukturer som bildades i det tidiga universum – eller till och med snarare bisarrt:en teori tyder på att utomjordingar är ansvariga.

    Nu, i ett försök att upptäcka sanningen om Fast Radio Bursts, vi har skapat en katalog som listar varje teori, tillsammans med dess för- och nackdelar. Forskare från hela världen kan väga in, och nya data och upptäckter kommer att läggas till under hela processen.

    En del av dessa data kommer från projekt på den afrikanska kontinenten, som Hydrogen Intensity and Real-time Analysis eXperient (HIRAX), MeerKAT, och Square Kilometer Array (SKA), som förväntas upptäcka och lokalisera tusentals snabba radioskurar.

    Denna plattform kommer att producera mycket kunskap. Det kommer också att ge värdefull insikt i vetenskaplig sociologi när internationella forskare arbetar tillsammans och i slutändan, vi hoppas, identifiera den mest acceptabla modellen.

    En rad teorier

    Kanske just för att de är så svårfångade, Fast Radio Bursts har fått mycket uppmärksamhet från astronomer, astrofysiker, kosmologer, och fysiker under åren sedan deras upptäckt.

    Det är de viktigaste teorierna som har dykt upp hittills.

    • Fast Radio Bursts involverar typer av neutronstjärnor, såsom pulsarer (som roterar snabbt) eller magnetarer (som är starkt magnetiserade). Detta är förmodligen de mest rimliga teorierna, eftersom neutronstjärnornas inneboende och extremt stora magnetfält naturligtvis kan uppfylla energikraven för Snabba Radio Bursts.
    • Sammanslagningen av astronomiska kroppar (som svarta hål, neutronstjärnor och vita dvärgar), och deras kollaps, har föreslagits som ett möjligt ursprung för Fast Radio Bursts.

    I sådana processer, enorma mängder energi frigörs under korta tidsskalor. Detta kan möjligen skapa strålning som liknar Fast Radio Bursts.

    • några av de mer exotiska modellerna har en mer teoretisk grund. De involverar hypotetiska objekt som kvarkstjärnor (kvarkar är de subatomära partiklarna som utgör neutroner och protoner), axionsstjärnor (axioner är extremt lätta, hypotetiska subatomära partiklar), och mörk materia:den hypotetiska, oobserverad materia som tros stå för 27 % av universums totala materiainnehåll.
    • En annan ganska osannolik teori är att Fast Radio Bursts är blixtnedslag mot pulsarer.

    Och så finns det förslaget att snabba radioutbrott är bevis på utomjordingar. Det är säkert den mest ovanliga av de föreslagna teorierna, men det kan inte uteslutas som en möjlighet ännu.

    Även om det är osannolikt, Snabba radioskurar kan vara signaler från en beacon som satts upp av en utomjordisk civilisation, eller kanske från lätta segel som utnyttjar fotoner för att resa över galaxen.

    Det finns en anmärkningsvärd variation i dessa modeller, och det är hårt arbete att begränsa alternativen och nå konsensus. Av de 50 teorier eller modeller som hittills föreslagits, endast tre har eliminerats. Det var detta som fick oss att skapa katalogen och bjuda in engagemang från det bredare forskarsamhället.

    Plattform för debatt

    Det är ingen lätt uppgift att få forskare att prata med varandra om snabba radioutbrott. Det beror på att forskarna i fråga har olika inriktningar och kommer från hela världen.

    Onlinekatalogen ger en lämplig och tillgänglig plattform för diskussion, debatt, och kunskapsutbyte. Det finns också en spårbar historia, vilket skapar en möjlighet för oss att studera hur vi som människor arbetar tillsammans för att lösa vetenskapliga problem – och kanske hur denna process kan optimeras i framtiden.

    En del av vår motivation, som teoretiska fysiker, var att utveckla detta engagemang och att dyka i oss själva. Problemen är rika och vattnet är djupt.

    Data om Fast Radio Bursts börjar strömma in nu, tack vare sådana spelväxlare som MeerKAT och HIRAX. När den kommer, granskas och artiklar publiceras, vi kommer att kunna börja utesluta teorier och gräva djupare i genomförbara teorier. Inom fem år, detta mysterium skulle kunna lösas.

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com