Згідно з новими підрахунками вчених з Цюріхського університету, опублікованими у випуску природи цього тижня, оприлюднені оленями темної матерії, важкими, як земля та настільки великими, як наша Сонячна система, були першими структурами у Всесвіті.
В нашій власній галактиці все ще є квадрильйони цих ореолів, один з яких, як очікується, проходитиме повз Землю кожні кілька тисяч років, залишаючи яскравий, помітний слід гамма-променів, як стверджують вчені. З дня на день на Землю та через наші тіла виявляються незліченні випадкові темні речовини.
"Ці ореоли темної речовини були гравітаційним" клеєм ", який притягував звичайну речовину, зрештою даючи змогу утворюватися зіркам і галактикам", - сказав професор Бен Мур з Інституту теоретичної фізики університету Цюріха, співавтор доповіді Nature . "Ці структури, будівельні блоки всього, що ми бачимо сьогодні, почали формуватися рано, лише приблизно через 20 мільйонів років після великого удару".
Темна речовина складає понад 80 відсотків маси Всесвіту, але її природа невідома. Це, здається, суттєво відрізняється від атомів, які складають матерію навколо нас. Темна матерія ніколи не була виявлена безпосередньо; про її присутність можна зробити висновок через його гравітаційний вплив на звичайну матерію.
Цюріхські вчені ґрунтували свій розрахунок на провідному кандидаті на темну речовину, теоретичну частинку під назвою нейтраліно, яка, як вважалося, була створена на великому рівні. Їх результати тягнули за собою кількамісячне скорочення чисельності на zBox, новому суперкомп'ютері, розробленому та побудованому в університеті Цюріха Муром та Др. Йоахім Штадель та Юерг Діманд, співавтори доповіді.
"До 20 мільйонів років після великого удару Всесвіт була майже гладкою і однорідною", - сказала Мур. Але незначні дисбаланси в розподілі речовини дозволили гравітації створити звичну структуру, яку ми бачимо сьогодні. Регіони з більшою масовою щільністю привертали більше речовини, а регіони нижчої щільності втратили речовину. Темна матерія створює гравітаційні свердловини в просторі і звичайна матерія впадає в них. Галактики та зірки почали формуватися приблизно через 500 мільйонів років після великого удару, тоді як Всесвіту 13,7 мільярдів років.
Використовуючи суперкомп'ютер zBox, який використовував потужність 300 процесорів Athlon, команда підрахувала, як з часом розвиватимуться нейтраліно, створені на великому вибуху. Нейтраліно вже давно є прихильником кандидата "холодної темної матерії", а це означає, що воно не рухається швидко і може злипатися, створюючи гравітаційну свердловину. Нейтраліно ще не виявлено. Це запропонована «суперсиметрична» частинка, частина теорії, яка намагається виправити невідповідності в стандартній моделі елементарних частинок.
Протягом останніх двох десятиліть вчені вважали, що нейтраліноси можуть сьогодні утворювати масивні ореоли темної матерії та огортати цілі галактики. Те, що з'явилось із розрахунку суперкомп'ютера zBox команди Цюріха, - це три нові і найважливіші факти: першими утворилися ореоли земної маси; ці структури мають надзвичайно щільні ядра, що дозволяють квадриліонам пережити століття у нашій галактиці; також ці «мініатюрні» ореоли темної речовини рухаються по галактикам господаря і взаємодіють зі звичайною речовиною, коли вони проходять повз. Можливо навіть, що ці ореоли можуть порушити коморну хмару Оорта далеко за Плутоном і відправити сміття через нашу Сонячну систему.
«Виявити ці нейтралінові ореоли важко, але можливо», - сказала команда. Ореоли постійно випромінюють гамма-промені, найвищу енергетичну форму світла, які утворюються при зіткненні нейтраліносу та самознищення.
"Минулий ореол у нашому житті (якщо нам пощастить) був би досить близьким, щоб ми могли легко побачити яскравий слід гамма-променів", - сказав Діманд, який зараз знаходиться в Каліфорнійському університеті в Санта-Крус.
Однак найкращий шанс виявити нейтраліно є в галактичних центрах, де щільність темної речовини найвища, або в центрах цих міграційних ореолів Землі-Маса, нейтраліно. Густіші регіони забезпечують більший шанс нейтралінових зіткнень і, таким чином, більше гамма-променів. "Це все-таки важко буде виявити, як спробувати побачити світло однієї свічки, поставленої на Плутон", - сказав Діманд.
Місія НАСА GLAST, запланована до запуску в 2007 році, зможе виявити ці сигнали, якщо вони існують. Наземні обсерваторії гамма-променів, такі як VERITAS або MAGIC, також можуть виявити гамма-промені від нейтраліно-взаємодій. У найближчі кілька років великий адронний колайдер у CERN у Швейцарії підтвердить або виключить концепції суперсиметрії.
Зображення та комп’ютерна анімація нейтраліно ореолу та ранньої структури у Всесвіті на основі комп'ютерних симуляцій доступні на веб-сайті http://www.nbody.net
Альберт Ейнштейн та Ервін Шренджер були одними з попередніх професорів, які працювали в Інституті теоретичної фізики університету Цюріха, які внесли істотний внесок у наше розуміння походження Всесвіту та квантової механіки. 2005 рік - сторіччя найвідомішої роботи Ейнштейна в галузі квантової фізики та відносності. У 1905 році Ейнштейн здобув ступінь доктора в Цюріхському університеті і опублікував три науково-змінні роботи.
Примітка редакторам: інноваційний суперкомп'ютер, розроблений Йоахімом Штаделем та Бен Муром, являє собою куб із 300 процесорів Athlon, з'єднаних між собою двовимірною швидкісною мережею від Dolphin / SCI та охолодженої запатентованою системою повітряного потоку. Детальнішу інформацію див. На http://krone.physik.unizh.ch/~stadel/zBox/. Штадел, який керував проектом, зазначив: "Це було грізним завданням зібрати суперкомп'ютер світового класу з тисяч компонентів, але коли він був завершений, він був найшвидшим у Швейцарії та суперкомп'ютером з найвищою щільністю у світі. Паралельний код моделювання, який ми використовуємо, розбиває обчислення, розподіляючи окремі частини модельної всесвіту різним процесорам. "
Оригінальне джерело: Інститут теоретичної фізики? Випуск новин університету Цюріха
