Invisible "dub teeb meem" nyob rau hauv qhov chaw yog yuam galaxies evolve

2024 Tus sau: Seth Attwood | [email protected]. Kawg hloov kho: 2023-12-16 16:06

Qhov ntev ntawm qhov tsis meej ntawm cov teeb meem tsaus ntuj tseem tsis tau daws, qhov kev xav txawv txawv ntawm nws qhov xwm txheej tshwm sim, suav nrog lub tswv yim tshiab tshaj plaws ntawm qhov qub txeeg qub teg ntawm qhov loj dub los ntawm lub Ntiaj Teb dhau los.

Yuav kom paub tias muaj ib yam dab tsi tshwm sim, nws tsis tas yuav pom nws. Yog li ntawd ib zaug, raws li lub gravitational cuam tshuam ntawm kev txav ntawm Uranus, Neptune thiab Pluto tau pom, thiab niaj hnub no kev tshawb nrhiav tab tom ua rau lub ntiaj teb kev xav ntawm lub ntiaj teb X nyob rau sab nraud ntawm lub hnub ci. Tab sis yuav ua li cas yog tias peb pom qhov cuam tshuam zoo li no nyob txhua qhov chaw hauv Ntiaj Teb? Piv txwv li, coj galaxies. Nws yuav zoo li yog tias lub galactic disk tig, ces qhov ceev ntawm lub hnub qub yuav tsum txo nrog nce orbit. Qhov no, piv txwv li, yog cov ntaub ntawv nrog cov ntiaj chaw ntawm lub hnub ci system: lub ntiaj teb rushes nyob ib ncig ntawm lub hnub ntawm 29.8 km / s, thiab Pluto - ntawm 4.7 km / s. Txawm li cas los xij, twb nyob rau xyoo 1930, kev soj ntsuam ntawm Andromeda nebula tau pom tias qhov nrawm ntawm kev sib hloov ntawm nws cov hnub qub tseem yuav luag tas li, txawm tias nyob deb npaum li cas hauv thaj chaw lawv nyob. Qhov xwm txheej no yog ib qho zoo rau galaxies, thiab ntawm lwm qhov laj thawj, nws tau coj mus rau qhov tshwm sim ntawm lub tswv yim ntawm qhov tsaus ntuj.

Carnival ntawm teeb meem

Nws ntseeg tau tias peb tsis pom nws ncaj qha: cov khoom tsis meej no xyaum tsis cuam tshuam nrog cov khoom zoo tib yam, suav nrog nws tsis tawm los yog nqus cov photons, tab sis peb tuaj yeem pom nws los ntawm cov txiaj ntsig gravitational ntawm lwm lub cev. Kev soj ntsuam ntawm cov lus tsa suab ntawm cov hnub qub thiab huab cua ua rau nws muaj peev xwm los sau cov ncauj lus kom ntxaws ntawm cov teeb meem tsaus ntuj halo nyob ib puag ncig lub disk ntawm Milky Way, tham txog lub luag haujlwm tseem ceeb uas nws ua hauv kev hloov pauv ntawm galaxies, pawg thiab tag nrho cov nplai loj. tus qauv ntawm lub ntiaj teb. Txawm li cas los xij, kev nyuaj ntxiv pib. Dab tsi yog qhov tsaus ntuj tsaus nti? Nws muaj dab tsi thiab nws cov khoom muaj dab tsi?

Tau ntau xyoo, WIMPs tau yog cov neeg sib tw tseem ceeb rau lub luag haujlwm no - cov lus xav tsis zoo uas tsis tuaj yeem koom nrog kev sib cuam tshuam lwm yam uas tsis yog gravitational. Lawv tab tom sim kuaj xyuas lawv ob qho tib si ncaj qha, los ntawm cov khoom lag luam tsis tshua muaj kev cuam tshuam nrog cov teeb meem zoo tib yam, thiab ncaj qha, siv cov cuab yeej muaj zog, suav nrog Loj Hadron Collider. Alas, nyob rau hauv ob qho tib si, tsis muaj qhov tshwm sim.

Sabine Hossenfelder, tus xibfwb ntawm University of Frankfurt hais tias "Qhov xwm txheej uas LHC pom tsuas yog Higgs boson thiab tsis muaj dab tsi ntxiv tau raug hu ua 'kev npau suav phem' vim yog vim li cas," "Qhov tseeb tias tsis muaj cov cim qhia ntawm lub cev tshiab tau pom ua haujlwm rau kuv raws li qhov tsis paub meej: ib yam dab tsi tsis ncaj ncees lawm ntawm no." Lwm cov kws tshawb fawb kuj khaws cov teeb liab no. Tom qab kev tshaj tawm cov txiaj ntsig tsis zoo ntawm kev tshawb nrhiav cov cim ntawm cov teeb meem tsaus ntuj siv LHC thiab lwm yam cuab yeej, kev txaus siab rau lwm qhov kev xav txog nws qhov xwm txheej tau nthuav dav. Thiab qee qhov kev daws teeb meem no zoo li txawv dua li Brazilian carnival.

Myriad qhov

Yuav ua li cas yog tias tsis muaj WIMPs? Yog tias qhov tsaus ntuj yog qhov teeb meem uas peb tsis tuaj yeem pom, tab sis peb pom qhov cuam tshuam ntawm nws lub ntiajteb txawj nqus, ces tej zaum lawv tsuas yog qhov dub xwb? Raws li txoj cai, nyob rau theem ntxov tshaj plaws ntawm evolution ntawm lub ntiaj teb, lawv tuaj yeem tsim ntau tus lej - tsis yog los ntawm cov hnub qub loj heev uas tuag lawm, tab sis vim yog qhov tshwm sim ntawm qhov tawg ntawm superdense thiab kub qhov chaw uas muaj qhov chaw incandescent. Ib qho teeb meem: txog tam sim no tsis tau pom ib lub qhov dub thawj zaug, thiab nws tsis paub meej tias lawv puas tau muaj nyob rau txhua qhov. Txawm li cas los xij, muaj ntau lub qhov dub txaus hauv lub Ntiaj Teb uas tsim nyog rau lub luag haujlwm no.

Kev soj ntsuam ntawm qhov chaw nyob deb ntawm Voyager 1 tsis tau qhia tawm ib qho kab ntawm Hawking hluav taws xob, uas tuaj yeem qhia qhov pom ntawm cov qhov dub ntawm qhov loj me me. Txawm li cas los xij, qhov no tsis suav nrog qhov muaj nyob ntawm cov khoom zoo sib xws. Txij li xyoo 2015, LIGO interferometer twb tau sau npe 11 gravitational nthwv dej, thiab 10 ntawm lawv tau tshwm sim los ntawm kev sib koom ua ke ntawm ob lub qhov dub nrog ntau ntawm kaum tawm hnub ci. Qhov no nyob rau hauv nws tus kheej yog tsis tshua muaj siab xav, vim hais tias xws li cov khoom yog tsim los ntawm supernova explosions, thiab lub hnub qub tuag poob feem ntau ntawm nws loj nyob rau hauv tus txheej txheem. Nws hloov tawm hais tias cov precursors ntawm lub merged qhov yog hnub qub ntawm tiag tiag cyclopean ntau thiab tsawg, uas yuav tsum tsis tau yug los nyob rau hauv lub ntiaj teb no ntev. Lwm qhov teeb meem yog tsim los ntawm kev tsim binary systems los ntawm lawv. Lub supernova tawg yog ib qho xwm txheej uas muaj zog heev uas txhua yam khoom nyob ze yuav raug pov tseg mus deb. Hauv lwm lo lus, LIGO tau kuaj pom cov nthwv dej nqus los ntawm cov khoom, qhov zoo li uas tseem yog qhov tsis paub.

Thaum kawg ntawm 2018, cov khoom no tau mus txog los ntawm astrophysicist ntawm Greenwich Institute of Science thiab Technology Nikolai Gorkavy thiab Nobel laureate John Mather. Lawv cov kev suav tau pom tias cov qhov dub nrog ntau ntawm kaum tawm lub hnub ci tuaj yeem ntxiv rau lub galactic halo, uas yuav nyob twj ywm tsis pom kev rau kev soj ntsuam thiab, tib lub sijhawm, tsim tag nrho cov yam ntxwv tsis xws luag hauv cov qauv thiab kev txav ntawm galaxies. Nws yuav zoo li, qhov twg ntawm qhov chaw nyob deb ntawm lub galaxy tuaj ntawm qhov xav tau ntawm cov qhov dub loj li no? Tom qab tag nrho, feem coob ntawm cov hnub qub loj heev tau yug los thiab tuag ze rau qhov chaw. Cov lus teb Gorkavy thiab Mather muab yog yuav luag tsis ntseeg: cov qhov dub no tsis tau "los", hauv qee qhov kev nkag siab lawv ib txwm muaj, txij li thaum pib ntawm Lub Ntiaj Teb. Cov no yog cov seem ntawm lub voj voog dhau los hauv qhov tsis muaj qhov kawg ntawm kev nthuav dav thiab kev cog lus ntawm lub ntiaj teb.

Cov kab khoom qhia qhov tseeb orbital tshaj tawm ntawm cov hnub qub thiab cov pa roj orbiting qhov chaw ntawm lub galaxy; dotted - xav tau nyob rau hauv qhov tsis muaj kev cuam tshuam ntawm qhov tsaus ntuj.

Relics ntawm rebirth

Nyob rau hauv dav dav, lub Big Bounce tsis yog ib tug tshiab qauv nyob rau hauv cosmology, txawm hais tias unproven, uas twb muaj lawm nyob rau hauv ib tug par nrog ntau lwm yam hypotheses ntawm evolution ntawm lub cosmos. Nws yog tau hais tias nyob rau hauv lub neej ntawm lub ntug, lub sij hawm ntawm expansion yog tiag tiag hloov los ntawm contraction, lub "Big Collapse" - thiab ib tug tshiab bounce-explosion, yug los ntawm lub ntiaj teb no ntawm lwm tiam neeg. Txawm li cas los xij, nyob rau hauv tus qauv tshiab, cov voj voog no yog ua los ntawm qhov dub, ua raws li ob qho tib si tsaus ntuj nti thiab lub zog tsaus ntuj - ib yam khoom tsis meej lossis lub zog ua rau kev nthuav dav ntawm peb lub Ntiaj Teb.

Nws tau xav tias los ntawm kev nqus cov teeb meem thiab sib koom ua ke nrog ib leeg, qhov dub tuaj yeem sib sau ntau thiab ntau dua ntawm tag nrho cov huab hwm coj ntawm lub Ntiaj Teb. Qhov no yuav tsum ua rau qeeb qeeb hauv nws qhov kev nthuav dav thiab tom qab ntawd mus rau contraction. Ntawm qhov tod tes, thaum lub qhov dub sib koom ua ke, ib feem tseem ceeb ntawm lawv cov huab hwm coj poob nrog lub zog ntawm gravitational nthwv dej. Yog li ntawd, qhov tshwm sim yuav sib zog dua li qhov sib npaug ntawm nws cov lus qub (piv txwv li, thawj qhov kev nqus dej tau sau tseg los ntawm LIGO tau yug los thaum lub qhov dub ntawm 36 thiab 29 hnub ci pawg sib koom ua ke nrog kev tsim lub qhov nrog qhov loj ntawm "tsuas yog. "62 hnub ci pawg). Yog li lub ntiaj teb tseem tuaj yeem poob loj, cog lus thiab sau nrog qhov loj dua qhov dub, suav nrog ib qho loj tshaj plaws - lub hauv paus.

Thaum kawg, tom qab lub sijhawm ntev ntawm kev sib koom ua ke ntawm cov qhov dub, thaum ib feem tseem ceeb ntawm cov huab hwm coj ntawm lub ntiaj teb "xov" nyob rau hauv daim ntawv ntawm gravitational nthwv dej, nws yuav pib tawg mus rau txhua qhov kev qhia. Los ntawm sab nraud nws yuav zoo li tawg - lub Big Bang. Tsis zoo li daim duab loj Rebound classical, kev puas tsuaj tag nrho ntawm lub ntiaj teb dhau los tsis tshwm sim hauv cov qauv zoo li no, thiab lub ntiaj teb tshiab ncaj qha txais qee yam khoom los ntawm niam txiv. Ua ntej ntawm tag nrho cov, cov no yog tag nrho tib lub qhov dub, npaj rov ua ob lub luag haujlwm tseem ceeb hauv nws - ob qho tib si tsaus nti thiab lub zog tsaus.

yawm txiv

Yog li ntawd, nyob rau hauv daim duab txawv txawv no, cov teeb meem tsaus nti hloov mus ua qhov loj dub, uas tau txais los ntawm lub ntiaj teb mus rau lub ntiaj teb. Tab sis peb yuav tsum tsis txhob hnov qab txog lub "central" qhov dub, uas yuav tsum tsim nyob rau hauv txhua lub ntiaj teb no nyob rau hauv lub ua ntej ntawm nws tuag thiab tseem nyob rau hauv lub tom ntej no. Kev suav los ntawm astrophysicists tau pom tias nws qhov loj hauv peb qhov chaw niaj hnub no tuaj yeem ncav cuag qhov tsis txaus ntseeg 6 x 1051 kg, 1/20 ntawm qhov loj ntawm tag nrho cov teeb meem baryonic, thiab tsis tu ncua. Nws txoj kev loj hlob tuaj yeem ua rau muaj kev nthuav dav zuj zus ntxiv ntawm qhov chaw-lub sijhawm thiab pom nws tus kheej raws li kev nthuav dav ntawm lub Ntiaj Teb.

Ntawm chav kawm, muaj xws li ib tug cyclopean huab hwm coj yuav tsum tau ua rau cov tsos ntawm pom inhomogeneities nyob rau hauv loj-scale qauv ntawm lub ntug. Muaj twb yog ib tug neeg sib tw rau xws li heterogeneity - astronomical Axis ntawm kev phem. Cov no yog cov tsis muaj zog, tab sis txaus ntshai heev cov cim qhia ntawm anisotropy ntawm lub ntiaj teb no - cov qauv uas manifests nws tus kheej nyob rau hauv nws nyob rau hauv lub loj teev thiab tsis nyob rau hauv ib txoj kev pom zoo nrog classical views ntawm lub Big Bang thiab txhua yam uas tshwm sim tom qab nws.

Raws li txoj kev, qhov kev xav txawv txawv kuj daws tau lwm qhov kev sib tham astronomical - qhov teeb meem ntawm qhov tshwm sim thaum ntxov ntawm supermassive black qhov. Cov khoom zoo li no nyob hauv cov chaw ntawm cov galaxies loj thiab, los ntawm kev tsis paub, tswj kom tau txais huab hwm coj ntau lab thiab ntau lab lub hnub ci hnub ci twb nyob hauv thawj 1-2 billion xyoo ntawm lub neej ntawm lub ntiaj teb. Nws tsis paub meej qhov twg lawv tuaj yeem, hauv paus ntsiab lus, nrhiav ntau yam khoom, thiab ntau ntxiv yog li thaum lawv tuaj yeem muaj sijhawm los nqus nws. Tab sis nyob rau hauv lub moj khaum ntawm lub tswv yim nrog "kub" qhov dub, cov lus nug no raug tshem tawm, vim hais tias lawv embryos tuaj yeem tau txais rau peb los ntawm lub ntiaj teb dhau los.

Nws yog ib qho kev khuv leej uas Gorkavy qhov kev xav tsis txaus ntseeg tseem yog qhov kev xav xwb. Rau nws los ua ib txoj kev xav tag nrho, nws yog ib qho tsim nyog uas nws qhov kev kwv yees ua ke nrog cov ntaub ntawv soj ntsuam - thiab nrog rau qhov uas tsis tuaj yeem piav qhia los ntawm cov qauv ib txwm muaj. Tau kawg, kev tshawb fawb yav tom ntej yuav ua rau nws muaj peev xwm los sib piv cov kev suav zoo nrog kev muaj tiag, tab sis qhov no yuav tsis tshwm sim nyob rau yav tom ntej. Yog li ntawd, thaum cov lus nug txog qhov twg qhov teeb meem tsaus nti tau zais thiab lub zog tsaus ntuj yog dab tsi, tseem tsis tau teb.