एक नया सिद्धांत बताता है कि डार्क मैटर एक अतिरिक्त ब्रह्मांडीय शरणार्थी हो सकता है

गहरे द्रव्यमायावी पदार्थ जो ब्रह्मांड में अधिकांश द्रव्यमान का निर्माण करता है, में गुरुत्वाकर्षण नामक विशाल कण शामिल हो सकते हैं जो पहली बार अस्तित्व में आने के बाद पहली बार अस्तित्व में आए। महान विस्फोट.

एक नए सिद्धांत से पता चलता है कि ये आभासी कण अतिरिक्त आयामों से ब्रह्मांडीय शरणार्थी हो सकते हैं।

शोधकर्ताओं की गणना से संकेत मिलता है कि इन कणों को समझाने के लिए सही मात्रा में बनाया जा सकता था गहरे द्रव्यजिसे साधारण पदार्थ पर उनके गुरुत्वाकर्षण द्वारा केवल “देखा” जा सकता है।

प्रारंभिक ब्रह्मांड में साधारण कणों के टकराने से बड़े पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण उत्पन्न हुए थे।

इस प्रक्रिया को बड़े पैमाने पर ग्रेविटॉन के लिए डार्क मैटर के उम्मीदवार होने के लिए बहुत दुर्लभ माना जाता है, ”अध्ययन के सह-लेखक जियाकोमो कैसियाग्लिया, फ्रांस में ल्योन विश्वविद्यालय के एक भौतिक विज्ञानी ने लाइव साइंस को बताया।

लेकिन फरवरी में जर्नल में प्रकाशित एक नए अध्ययन में शारीरिक समीक्षा पत्रCacciapaglia, कोरिया विश्वविद्यालय के भौतिकविदों हैयिंग काई और सेउंग जे ली के साथ, ने पाया कि ब्रह्मांड में वर्तमान में खोजे जाने वाले सभी काले पदार्थ के लिए प्रारंभिक ब्रह्मांड में इनमें से पर्याप्त गुरुत्वाकर्षण को संश्लेषित किया गया था।

अध्ययन में पाया गया कि यदि गुरुत्वाकर्षण मौजूद है, तो उसका द्रव्यमान 1 मेगाइलेक्ट्रॉनवोल्ट (MeV) से कम होगा, इसलिए इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान के दोगुने से अधिक नहीं।

यह द्रव्यमान स्तर उस पैमाने से बहुत कम है जिस पर हिग्स बॉसन यह सामान्य पदार्थ का द्रव्यमान उत्पन्न करता है – जो कि ब्रह्मांड के सभी काले पदार्थ की व्याख्या करने के लिए मॉडल के लिए पर्याप्त मात्रा में उत्पादन करने के लिए आवश्यक है। (तुलना के लिए, सबसे हल्का ज्ञात कण है न्युट्रीनो2 MeV से कम वजन का होता है, जबकि प्रोटॉन का वजन 940 MeV के अनुसार होता है मानक और प्रौद्योगिकी का राष्ट्रीय संस्थान।)

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टीम ने इन काल्पनिक गुरुत्वाकर्षणों को अतिरिक्त आयामों के साक्ष्य की खोज करते हुए पाया, जो कुछ भौतिकविदों को अंतरिक्ष के देखे गए तीन आयामों और चौथे के साथ मौजूद होने का संदेह है। समय.

टीम सिद्धांत में, जब गुरुत्वाकर्षण यह अतिरिक्त आयामों से फैलता है, और हमारे ब्रह्मांड में बड़े पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण के रूप में सन्निहित है।

लेकिन ये कण सामान्य पदार्थ के साथ और केवल गुरुत्वाकर्षण बल से कमजोर रूप से बातचीत करेंगे।

यह विवरण बिल्कुल वैसा ही है जैसा हम डार्क मैटर के बारे में जानते हैं, जो प्रकाश के साथ बातचीत नहीं करता है, लेकिन एक गुरुत्वाकर्षण प्रभाव है जो ब्रह्मांड में हर जगह महसूस किया जाता है। उदाहरण के लिए, यह गुरुत्वाकर्षण प्रभाव आकाशगंगाओं को उड़ने से रोकता है।

कचियापलिया ने कहा, “डार्क मैटर कणों के रूप में बड़े पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण का मुख्य लाभ यह है कि वे केवल गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से बातचीत करते हैं, और इस प्रकार उनकी उपस्थिति का पता लगाने के प्रयासों से बच सकते हैं।”

इसके विपरीत, अन्य डार्क मैटर उम्मीदवारों ने प्रस्तावित किया है – जैसे कि कमजोर बड़े कणों, अक्षतंतु, और की बातचीत न्युट्रीनो उन्हें अन्य ताकतों और डोमेन के साथ उनकी बहुत सूक्ष्म बातचीत के माध्यम से भी महसूस किया जा सकता है।

तथ्य यह है कि ब्रह्मांड में अन्य कणों और बलों के साथ बड़े पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से मुश्किल से बातचीत करते हैं, एक और लाभ प्रदान करता है।

“उनके बहुत कमजोर अंतःक्रियाओं के कारण, वे इतनी धीमी गति से क्षय करते हैं कि वे ब्रह्मांड के पूरे जीवन में स्थिर रहते हैं। इसी कारण से, वे ब्रह्मांड के विस्तार के दौरान धीरे-धीरे उत्पन्न होते हैं और आज तक वहां जमा होते हैं,” कैसियापाग्लिया ने कहा।

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अतीत में, भौतिकविदों ने सोचा था कि गुरुत्वाकर्षण एक संभावित उम्मीदवार डार्क मैटर थे क्योंकि उन्हें उत्पन्न करने वाली प्रक्रियाएं बहुत दुर्लभ हैं। नतीजतन, गुरुत्वाकर्षण अन्य कणों की तुलना में बहुत कम दरों पर उत्पन्न होगा।

लेकिन टीम ने पाया कि पिकोसेकंड (एक सेकंड के ट्रिलियनवें) में महान विस्फोटहालाँकि, इनमें से अधिक गुरुत्वाकर्षण पिछले सिद्धांतों की तुलना में बनाए जा सकते थे।

अध्ययन में पाया गया कि ब्रह्मांड में हमें कितना डार्क मैटर मिलता है, यह समझाने के लिए बड़े पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण के लिए यह बढ़ावा पर्याप्त था।

“सुदृढीकरण एक झटका था,” कचियापलिया ने कहा। “हमें यह सुनिश्चित करने के लिए कई परीक्षण चलाने पड़े कि परिणाम सही था, क्योंकि इसके परिणामस्वरूप हम बड़े पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण को काले पदार्थ के संभावित उम्मीदवारों के रूप में मानते हैं।”

क्योंकि ऊर्जा पैमाने के तहत बड़े पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण बनते हैं हिग्स बॉसनउच्च ऊर्जा पैमानों से संबंधित अनिश्चितता से मुक्त, जिसका वर्तमान कण भौतिकी अच्छी तरह से वर्णन नहीं करता है।

टीम का सिद्धांत कण त्वरक में अध्ययन किए गए भौतिकी को जोड़ता है जैसे कि लार्ज हैड्रान कोलाइडर गुरुत्वाकर्षण के भौतिकी के साथ।

इसका मतलब है कि सर्न में फ्यूचर सर्कुलर कोलाइडर जैसे शक्तिशाली कण त्वरक, जो 2035 में काम करना शुरू कर देना चाहिए, संभावित डार्क मैटर कणों के सबूत की तलाश कर सकते हैं।

“शायद हमारा सबसे अच्छा शॉट भविष्य का उच्च-रिज़ॉल्यूशन पार्टिकल कोलाइडर है,” कच्छियापलिया ने कहा। “यह कुछ ऐसा है जिसकी हम वर्तमान में जांच कर रहे हैं।”

यह लेख मूल रूप से . द्वारा प्रकाशित किया गया था लाइव साइंस. को पढ़िए मूल लेख यहाँ है.

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