Mieszana ciemna materia - Mixed dark matter

Mieszana ciemna materia ( MDM ) to model ciemnej materii (DM) zaproponowany pod koniec lat dziewięćdziesiątych.

Mieszana ciemna materia nazywana jest również ciemną materią gorącą + zimną. Najbardziej rozpowszechnioną formą ciemnej materii jest zimna ciemna materia, stanowiąca prawie jedną czwartą zawartości energetycznej Wszechświata. Neutrina są jedynymi znanymi cząstkami, których relikt termiczny Wielkiego Wybuchu powinien składać się przynajmniej z ułamka gorącej ciemnej materii (HDM), choć spekuluje się, że istnieją inne kandydatki. Na początku lat 90. widmo mocy fluktuacji w gromadzeniu się galaktyk nie zgadzało się całkowicie z przewidywaniami standardowej kosmologii zbudowanej wokół czystego zimnego DM. Zbadano mieszaną ciemną materię o składzie około 80% zimnej i 20% gorącej (neutrina) i stwierdzono, że lepiej zgadza się z obserwacjami. Ta duża ilość HDM stała się przestarzała dzięki odkryciu w 1998 r. przyspieszenia uniwersalnej ekspansji , co ostatecznie doprowadziło do paradygmatu ciemna energia + ciemna materia tej dekady.

Kosmologiczne efekty zimnej DM są niemal przeciwne do efektów gorącej DM. Biorąc pod uwagę, że zimna DM sprzyja rozwojowi struktur na dużą skalę, często uważa się, że składa się ona ze słabo oddziałujących masywnych cząstek (WIMP). I odwrotnie, gorący DM cierpi na swobodny przepływ przez większość historii Wszechświata, wypłukując powstawanie małych łusek. Innymi słowy, masa gorących cząstek DM jest zbyt mała, aby wytworzyć obserwowane we Wszechświecie obiekty związane grawitacyjnie. Z tego powodu obfitość gorącej DM jest ograniczona przez kosmologię do mniej niż jednego procenta zawartości Wszechświata.

Scenariusz mieszanej ciemnej materii odzyskał znaczenie, gdy zaproponowano, że DM jest reliktem termicznym kondensatu Bosego-Einsteina złożonego z bardzo lekkich cząstek bozonowych, tak lekkich jak neutrina, a nawet lżejszych jak Axion . Ten kosmologiczny model przewiduje, że zimna DM składa się z wielu skondensowanych cząstek, podczas gdy niewielka część tych cząstek znajduje się w wzbudzonych stanach energetycznych, przyczyniając się do gorącej DM.

Bibliografia