新的“模糊”暗物质模拟打破了人们对宇宙组成的传统认识

模拟寒冷,温暖和模糊的暗物地方案中的星系如何形成

模拟星系如何在寒冷、温暖和模糊(从左到右)的暗物质情境中形成。资料来源:普林斯顿大学,苏塞克斯大学,剑桥大学

苏塞克斯大学(University of Sussex)进行的一项新研究首次以一种新的方式模拟了暗物质,打破了人们对宇宙构成的传统认识。这项研究,发表昨天,2019年10月2日,在物理评论快报,是与普林斯顿,哈佛,剑桥和剑桥一起完成的麻省理工学院大学和其他国家。

科学家长期以来,宇宙大部分宇宙是由隐形颗粒或暗物质组成的,并且这些必须非常寒冷和重。但搜索证明是难以捉摸的,领导的研究人员考虑替代理论。

如果暗物质量非常轻,而不是大多数科学家假设,新模拟展示了如何在宇宙的起源中形成和分组的星系和星系在宇宙的起源中。

一位苏塞克斯大学物理学家与国际团队合作,计算暗物质的表现,以及如何看出早期的星系,如果它是'模糊'和质量极为光明。

“模糊”暗物质理论认为,暗物质是由微小的粒子组成的,这些粒子非常轻,它们的行为就像量子物质,并以波的形式移动。它们的量子性质可以在星系尺度上看到。按照惯例,暗物质被认为是冷的(即粒子不移动的地方)。但人们对这一理论产生了怀疑,因为到目前为止,粒子加速器还不能创造出这样的暗物质。新的“模糊暗物质”理论因其在粒子物理学中有意义而广受欢迎,但它之前从未被完全模拟过。

暗物质气体的分布

此图像显示了暗物质气体的分布方式和开始(左右)出现在模糊的暗物质场景中。信誉:普林斯顿,剑桥和苏塞克斯大学

如果暗物质模糊和极光,模拟显示形状星系在宇宙的开头时已经制作。该团队将它们与熟悉的暗黑物种情景中形成的熟悉的星系形成鲜明对比。随着宇宙年迈的,星系改变了形状。但是当推出新一代望远镜时 - 包括詹姆斯韦伯太空望远镜苏塞克斯郡的物理学家们正在研究这个项目,科学家们希望能够进一步回顾宇宙的历史,看看它过去的样子。

在苏塞克斯大学进行了研究的Anastasia Fialkov博士说:

“暗物质的本质仍然是一个谜。模糊的暗物质理论在基础物理学方面是有意义的,例如弦理论,因此是一个有趣的暗物质候选者。如果这一模糊的暗物质理论被新一代强大的望远镜证明是正确的,那么我们就已经确定了暗物质的本质:这是所有谜团中最大的谜团之一。

“世界各地的研究人员都在寻找暗物质,粒子物理学家也在为暗物质建立模型,他们中的许多人都假设暗物质是‘冷的’。模糊的暗物质理论认为,暗物质在星系尺度上以波的形式运动,现在提出了一种可信的替代方案:暗物质很小,以波的形式运动,就像量子物质一样。我们的模拟是第一个在模糊暗物质背景下解决星系形成的模拟。”

Kathy Romer教授,苏塞克斯大学数学和物理学学院的天体物理学家说:

“寻找暗物质有点像‘沃利在哪儿?“在过去几十年里,天文学家和粒子物理学家们的辛勤工作给了我们一些需要寻找的线索,就像沃利的条纹毛衣和帽子一样,但我们仍然没有找到它。也许我们不应该一直在寻找Wally(冷暗物质),而应该去寻找Wenda(模糊暗物质)。这项新研究非常重要,因为它为我们提供了另一条线索,就像文达的条纹袜子一样。”

普林斯顿大学的爱因斯坦研究员菲利普·莫奇说:

“暗物质是星系诞生的摇篮,而摇篮形状也塑造了星系。”不同的暗物质模型预测了不同的摇篮形状,尤其是在年轻的宇宙中。这是一个很好的地方,可以用来寻找暗物质是什么,并获得新的线索。”

研究表明了什么?

研究人员发现,如果暗物质很冷,那么早期宇宙中的星系将形成在几乎球形的“晕圈”中。但是,如果暗物质是模糊的,那么早期的宇宙都会看起来不同,星系在延长的尾巴中形成了星系,或者'丝绸。这些长丝的尺寸,形状和碎片在每种情况下都不同。

冷暗物质假说很好地描述了可观测宇宙的大尺度结构。所以,大多数星系形成的模型都是基于暗物质是冷的假设。但对冷暗物质的观测和预测之间存在差异。如果你观察非常小的星系,暗物质的分布并不符合理论模型的预测。此外,由于粒子加速器尚未发现暗物质,冷暗物质模型的吸引力越来越小。

该研究小组首次对由模糊暗物质主导的宇宙中早期星系的样子做出了现实的预测。其目的是为即将到来的望远镜(如詹姆斯·韦伯太空望远镜)提供一张地图,这些望远镜可能能够观测到足够久远的过去,从而发现最早的星系。如果他们看到有尾巴的星系,或者像这次研究中模拟的“细丝”,这可能开始证实暗物质在本质上是模糊的。

Fialkov博士现在已经搬到了剑桥大学。

参考:《模糊宇宙丝中的第一个恒星形成结构》作者:Philip Mocz, Anastasia Fialkov, Mark Vogelsberger, Fernando Becerra, Mustafa A. Amin, Sownak Bose, Michael Boylan-Kolchin, Pierre-Henri Chavanis, Lars Hernquist, Lachlan Lancaster, Federico Marinacci, Victor H. Robles, and Jesus Zavala物理评论快报
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.123.141301

4评论关于“新的‘模糊’暗物质模拟打破了关于宇宙组成的传统思维”

  1. 模糊暗物质是波粒子二元性的波浪。来自文章:

    >“模糊的暗物质是由非常轻的粒子组成的,它们以量子、波状的方式作用,而不是作为单独的粒子。”

    模糊的暗物质填充“空”的空间,被存在于其中的普通物质粒子所取代,并在其中移动,导致其波动。波粒二象性是模糊暗物质中的运动粒子及其相关波。

  2. 斯蒂芬·j·鲍尔|2019年10月4日在下午12:45|回复

    尝试负质量密度(暗物质)作为暗能量置换的容器或摇篮,以形成正质量密度(普通物质)。暗物质越多,位移就越深,重力加速度就越大。进一步的解释可以通过《创造的进化:第2卷》一书提供。

  3. 我真的很喜欢这篇文章,迫不及待地想知道哪个理论是正确的。但是教授,如果这篇文章里的事实是不正确的,我们怎么能相信你呢!!
    这是“Waldo”亲爱的!
    哈哈哈!!!!

  4. Sankaravelayudhan Nandakumar.|2019年10月21日凌晨4点05分|回复

    这是参考分形等效裂缝腿骨,你可以减少Apoe蛋白减少由于土星波携带暗物质在ATGU制造
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    麻烦是如何理解骨骼的轴振荡,从而增加腿的蛋白质水平
    Sankaravelayudhan Nandakumar.
    。关于暗物质渗透的新研究是如此重要,因为它为我们提供了另一种线索,相当于温达斯的Stripey弓型橡皮筋儿袜子说SankAlavalayudhan Nandakumar

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