Astronomi utan teleskop - Dark Matter Science

Pin
Send
Share
Send

Mörk materia - det finns en växande känsla av att vi närmar oss att ta reda på den verkliga beskaffenheten. Åtminstone kör vi ett antal experiment som verkar (av teoretiska skäl) ha kapacitet att identifiera det - och om de inte gör det ... ja, kanske är det dags för en omprövning av hela bollspelet.

Det finns två utan tvekan ganska separata krav för mörk materia för att förstå vårt nuvarande datasätt och vårt teoretiska schema för universum. För det första kräver kosmologins standardmodell (Lambda-Cold Dark Matter) att 96% av universum består av saker av okänd natur som inte direkt kan observeras.

Cirka två tredjedelar av det okända materialet kan omöjligtvis vara materia eftersom det uppenbarligen växer när universum växer - så vi kallar det mörk energi. Den återstående komponenten kallar vi mörk materia eftersom den representerar en del av den mörka sidan som kan generera tyngdkraften. Men det handlar om det. I detta sammanhang åberopas mörk materia för att balansera matematiken - inom en uppsättning formler som redan anstränger trovärdighet genom att säga att 96% av universum är osynliga och oupptäckbara. Så, om det var allt som var att argumentera för mörker, skulle du vara motiverad om du känner dig lite skeptisk.

Men det andra kravet på mörk materia är mycket mer grundat i ljudobservation och konventionell fysik. Galaxer - och hur galaxerna kluster och dynamiskt samverkar - är inte vettiga om de bara består av de synliga och andra kända typer av materia som ligger inom dem. Mjölkvägen själv roterar på ett sätt som skulle resultera i att mycket av det flyger isär, om det inte fanns ytterligare osynlig materia som genererar ytterligare gravitationsattraktion. Så det finns sunda skäl att tro att det verkligen kan finnas något annat där ute.

Det har funnits en nylig kuffuffle om mörk materia i dvärggalaxier - även om det till stor del handlar om hur mörka ämnen partiklar klumpar samman i mitten eller om de är energiska partiklar som susar runt i hela galaxen. Uppenbarligen passar uppgifterna bättre på det senare scenariot, som utmanar den rådande uppfattningen att mörk materia är 'kall' och benägen att klumpa sig.

En ny litteraturöversikt om Arxiv ger en omfattande täckning av den nuvarande statusen för mörkämnesvetenskap. Inledande data från PAMELA-rymdskeppet, som visar ett avvikande kosmiskt strålningsflöde, uppmuntrade till spekulation om att detta kan vara ett resultat av mörkt material förintat eller förfallet. Denna teori fick inget brett stöd, men sådana spekulationer nyligen återupplivades med FERMI-LAT att hitta oväntade flöden av positroner (dvs antimateria) - följt av ett meddelande om att FERMI-LAT och andra teleskoper kommer att göra en dedikerad sökning efter gammastrålningslinjer som uppstår från fördärva eller förfall av mörk materia. Här antas - eller åtminstone antas - att mörk materia kan förstöras inom de heta, täta och dynamiska centra av galaxer, inklusive vår galax.

Så rymdvetenskap skulle kunna ge åtminstone omständighetsbevis för ett av de största mysterierna inom rymdvetenskapen - även om alla fynd hittills är oöverträffande i bästa fall.

Jordbaserade experiment söker mer direkt bevis på partiklarna hos mörk materia. Till exempel söker Large Hadron Collider efter tecken på supersymmetri-partikelsignaturer. Den hypotes som neutralino passar fint till de hypoteser som kännetecknas av en mörk materiapartikel (en partikel som svagt interagerar med annan materia, har neutral laddning, är stabil över kosmiska tidsskalor och har ingen färgladdning), men det finns inga tecken på neutralino, eller allt annat tydligt supersymmetriskt, hittills.

Det finns också experiment, som DAMA / LIBRA, djupt ner i kolgruvor och liknande, som är utformade för att direkt identifiera svagt interaktiva massiva partiklar - även om återvinning hittills är lite otydlig.

Och 'allt lite oöverträdande' är ett uttalande som på ett lämpligt sätt representerar det nuvarande tillståndet för mörkämnesvetenskap - vi är fortfarande säkra på att det finns något där ute, men (obligatoriskt spel på ord som kommer) vi förblir lika mycket i mörkret som någonsin om vad det är exakt.

Vidare läsning: Capoziello et al Problemet med saknad materia: Från den mörka materiesökningen till alternativa hypoteser.

Pin
Send
Share
Send