Gorąca ciemna materia - Hot dark matter
Gorąca ciemna materia ( HDM ) to teoretyczna forma ciemnej materii, która składa się z cząstek poruszających się z ultrarelatywistycznymi prędkościami.
Ciemna materia to forma materii, która nie emituje ani nie pochłania światła. W fizyce zachowanie to charakteryzuje się tym, że ciemna materia nie oddziałuje z promieniowaniem elektromagnetycznym , co czyni ją ciemną i czyni ją niewykrywalną za pomocą konwencjonalnych instrumentów w fizyce. Dane z galaktyk krzywych rotacji wskazują, że około 80% masy galaktyki nie widać, zmuszając naukowców do innowacji sposobów, które pośrednio wykryć poprzez efekty ciemnej materii dotyczących fluktuacji grawitacyjnych. Jak zobaczymy poniżej, przydatne jest rozróżnienie ciemnej materii na typy „gorącej” (HDM) i „ zimnej ” (CDM) - niektóre nawet sugerują pośredni poziom „ciepłej” ciemnej materii (WDM). Terminologia odnosi się do masy cząstek ciemnej materii (która dyktuje prędkość, z jaką się poruszają): HDM porusza się szybciej niż CDM, ponieważ teoretycznie cząstki HDM mają mniejszą masę.
Rola w formowaniu galaktyk
W zakresie jej stosowania, dystrybucja gorącej ciemnej materii może również pomóc wyjaśnić, jak gromady i supergromady z galaktyk powstałych po Wielkim Wybuchu . Teoretycy twierdzą, że istnieją dwie klasy ciemnej materii: 1) te, które „gromadzą się wokół poszczególnych członków gromady widocznych galaktyk” i 2) te, które obejmują „gromady jako całość”. Ponieważ zimna ciemna materia ma mniejszą prędkość, może być źródłem „mniejszych grudek wielkości galaktyk”, jak pokazano na obrazku. Gorąca ciemna materia powinna zatem odpowiadać tworzeniu się skupisk o większej masie, które otaczają całe gromady galaktyk. Jednak dane z kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła , mierzone przez satelitę COBE , są wysoce jednorodne, a takie gorące cząstki ciemnej materii o dużej prędkości nie mogą tworzyć skupisk tak małych jak galaktyki zaczynające się od tak gładkiego stanu początkowego, co wskazuje na rozbieżność w tym, co Mówi teoria ciemnej materii i rzeczywiste dane. Teoretycznie, aby wyjaśnić stosunkowo małe struktury w obserwowalnym Wszechświecie , konieczne jest odwołanie się do zimnej ciemnej materii lub WDM. Innymi słowy, gorąca ciemna materia będąca jedyną substancją wyjaśniającą powstawanie kosmicznych galaktyk nie jest już opłacalna, umieszczając gorącą ciemną materię pod szerszą teorią ciemnej materii mieszanej (MDM).
Neutrina
Przykładem gorącej cząstki ciemnej materii jest neutrino . Neutrina mają bardzo małe masy i nie biorą udziału w dwóch z czterech podstawowych sił, oddziaływaniu elektromagnetycznym i oddziaływaniu silnym . Oddziałują na siebie poprzez słabe oddziaływanie i grawitację , ale z powodu słabej siły tych sił są trudne do wykrycia. Szereg projektów, takich jak Super-Kamiokande Neutrino Observatory, w Gifu , Japonia są obecnie studiuje te neutrina.
Zobacz też
- Model Lambda-CDM - Model kosmologii Wielkiego Wybuchu
- Zmodyfikowana dynamika Newtona - hipoteza proponująca modyfikację praw Newtona
Bibliografia
Dalsza lektura
- Bertone, Gianfranco (2010). Ciemna materia cząstek: obserwacje, modele i poszukiwania . Cambridge University Press . p. 762. ISBN 978-0-521-76368-4 .