สสารมืดทำมาจากอะไร? มันเป็นหนึ่งในคำถามที่น่าสงสัยมากที่สุดเกี่ยวกับดาราศาสตร์ในปัจจุบัน เรารู้ว่าสสารมืดนั้นอยู่ที่นั่นเนื่องจากเราสามารถเห็นอิทธิพลความโน้มถ่วงที่ชัดเจนต่อทุกสิ่งตั้งแต่กาแลคซีไปจนถึงวิวัฒนาการของจักรวาลทั้งหมด แต่เราไม่รู้ว่ามันคืออะไร คือ. การคาดเดาที่ดีที่สุดของเราคือมันเป็นอนุภาคแปลก ๆ บางอย่างที่ไม่ต้องการพูดคุยกับเรื่องปกติบ่อยนัก (ไม่เช่นนั้นเราจะได้เห็นมันในตอนนี้) ความเป็นไปได้ทางหนึ่งคือมันเป็นอนุภาคสมมุติแปลกใหม่ที่รู้จักกันในชื่อ axion และทีมนักดาราศาสตร์ไม่ได้ใช้ใครนอกจากหลุมดำเพื่อพยายามมองเข้าไปใน critter จักรวาลอันแปลกใหม่นี้
วาระ Axion
ฉันจะซื่อสัตย์กับคุณเราไม่รู้ว่ามี axions หรือไม่ พวกเขาคิดค้นเพื่ออธิบายปริศนาในฟิสิกส์พลังงานสูง มีความสมมาตรบางอย่างในธรรมชาติที่ถ้าคุณใช้การโต้ตอบแบบสุ่มที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคย่อยของอะตอมจำนวนมากและเปลี่ยนค่าไฟฟ้าของทุกคนสำหรับเครื่องหมายตรงข้ามและเรียกใช้กระบวนการในกระจกคุณจะได้ผลลัพธ์เดียวกัน เรื่องนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อค่าธรรมเนียมและความเท่าเทียมกันหรือซีพี - สมมาตรสั้น
สมมาตรนี้มีอยู่ทุกหนทุกแห่งในธรรมชาติยกเว้นเมื่อมันไม่เหมือนในกรณีของแรงนิวเคลียร์ที่อ่อนแอซึ่งสามารถละเมิดสมมาตรนี้เมื่อใดก็ตามที่มันรู้สึกเหมือนมัน
ปริศนาก็คือว่าด้วยสิทธิทั้งหมดพลังนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งควรละเมิดสิ่งนี้เช่นกัน มีข้อตกลงในวิชาคณิตศาสตร์ที่เห็นได้ชัดว่าเป็นการทำลายความสมดุลของซีพี แต่เราไม่เห็นสัญญาณใด ๆ ของสมมาตรที่ทำลายด้วยพลังนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งในการทดลองใด ๆ ของเรา ดังนั้นสิ่งที่จะต้องดำเนินการเพื่อเรียกคืนความสมมาตรนี้เมื่อมันควรจะถูกทำลาย
คำตอบ - หรืออย่างน้อยหนึ่งคำตอบที่เป็นไปได้ - เป็นอนุภาคชนิดใหม่ที่เรียกว่าแกน Axion ฟื้นฟูสมดุลบางอย่างในกองทัพ (ใช่ฉันทราบการอ้างอิงของ Star Wars ที่นี่) เพื่อให้สมมาตร CP ได้รับการรักษาและทุกคนสามารถไปใช้ชีวิตประจำวันได้ แน่นอนว่าการทดลองจนถึงปัจจุบันยังไม่เปิดเผยการมีอยู่ของแกนและมีช่วงของมวลและคุณสมบัติที่เป็นไปได้ที่แกนนั้นมี
ภายในช่วงของมวลและคุณสมบัติที่เป็นไปได้ที่อนุญาตของ axion สิ่งที่น่าทึ่งเกิดขึ้น ถ้าเราต้องการเติมจักรวาลให้เต็มไปด้วยสสารมืดสสารมืดนั้นต้องมีคุณสมบัติบางอย่าง มันไม่สามารถโต้ตอบกับเรื่องปกติได้บ่อยนักและไม่สามารถโต้ตอบกับตัวเองได้บ่อยนัก นอกจากนี้ยังต้องมีจำนวนมากและมันจะต้องมีเสถียรภาพมากและยาวนาน ปรากฎว่าช่วงของคุณสมบัติการเคลื่อนที่ที่เป็นไปได้บางอย่างทำให้อนุภาคสมมุติฐานนั้นเป็นตัวเลือกสำหรับสสารมืด
Axions มืด
ถ้าเราปล่อยให้แกนเป็นสสารมืดโดยทั่วไปแล้วมันสามารถอธิบายการสังเกตสสารมืดทั้งหมดได้ มันสามารถอธิบายโค้งการหมุนภายในกาแลคซี มันสามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของกาแลคซีภายในกระจุกกาแลคซี มันสามารถผลิตได้ในปริมาณที่เพียงพอในเอกภพยุคแรกเพื่อให้พอดีกับการสำรวจพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิค และอื่น ๆ
ยิ่งไปกว่านั้นแกนในแกนกาแลคซีสามารถรวมตัวกันอย่างแน่นหนาพอที่จะก่อตัวเป็นลูกบอลขนาดใหญ่ก้อนเดียวซึ่งในตอนแรกที่หน้าแดงหน้าแดงดูเหมือนหลุมดำมวลยวดยิ่ง มันจะมีขนาดเล็กมันจะไม่ตอบโต้กับแสงและมันจะใหญ่มากอย่างไม่น่าเชื่อ ในขณะที่การสังเกตการณ์ล่าสุดจากกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ทำให้เราเห็นภาพตัวอักษรของหลุมดำขนาดยักษ์ในกาแลคซีอื่น แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าจะต้องออกกฎว่าแกนแกนเหล่านี้ยังคงแฝงตัวอยู่ในส่วนลึกของกาแลคซีทั่วจักรวาล และด้วยแกนแกนที่เป็นไปได้เหล่านี้ซึ่งเราอาจได้รับการจัดการกับคุณสมบัติของพวกเขา
หลุมดำคือกุญแจ
นอกเหนือจากกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์แล้วเราไม่มีข้อสังเกตโดยตรงจากหลุมดำมวลมหาศาล เราสามารถเห็นเนื้อหาที่หมุนวนและบางสิ่งรอบตัวเท่านั้น และจากคุณสมบัติของวัสดุนั้นเราสามารถประมาณขนาดและมวลของหลุมดำได้ ด้วยเทคนิคเหล่านี้ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาเราได้ค้นพบความสัมพันธ์ที่แปลกประหลาดมากกาแลคซีขนาดใหญ่มากขึ้นจะมีหลุมดำขนาดใหญ่กว่าในศูนย์ ความสัมพันธ์นี้ค่อนข้างแน่นและมันบอกเราว่าหลุมดำได้รับการพัฒนาร่วมกับกาแลคซีโฮสต์ของพวกเขา
แต่อย่างที่ฉันพูดเราไม่สามารถสังเกตหลุมดำได้โดยตรง ดังนั้นพวกเขาอาจไม่เป็นหลุมดำเลย พวกเขาอาจเป็นแกนแกนที่ซ่อนอยู่ในใจกลางของกาแลคซีเหล่านั้น หากเป็นเช่นนั้นมันไม่ใช่หลุมดำที่พัฒนาร่วมกับกาแลคซีโฮสต์ของพวกมัน แต่แกนแกนนั้นวิวัฒนาการร่วมกับกาแลคซีโฮสต์ของพวกเขา กาแลคซีที่ใหญ่กว่าสสารมืดแกนที่สามารถโฮสต์ได้และแกนแกนที่ใหญ่กว่าในใจกลาง
ซึ่งหมายความว่าเราสามารถใช้ความสัมพันธ์ระหว่างวัตถุมืดกลาง (ไม่ว่าจะเป็นหลุมดำหรือแกนแกน) และกาแล็กซี่เองเพื่อ จำกัด คุณสมบัติของแกน วิธีนี้ใช้ได้ผลถ้าหากคุณเริ่มเล่นกับมวลอนุภาค axion สิ่งนี้จะส่งผลกระทบต่อความง่ายดายในการรวมตัวของคุณในการสร้างแกนซึ่งจะเปลี่ยนความสัมพันธ์กับกาแลคซีโฮสต์
ทีมนักดาราศาสตร์ใช้ความสัมพันธ์ระหว่างหลุมดำกับกาแลคซีในการทำสิ่งนี้และสามารถกำหนดขีด จำกัด บนของมวลอนุภาคแกนซึ่งจะช่วยนำทางการทดลองในอนาคตและการค้นหาโดยตรง Axion รับผิดชอบสสารมืดในจักรวาลหรือไม่? หวังว่าสักวันเราจะสามารถทำให้กระจ่างเกี่ยวกับสถานการณ์
อ่านเพิ่มเติม:“ แกน Axion - มวลรัศมีและหลุมดำ - มวลสัมพันธ์รัศมี: ข้อ จำกัด ในเครื่องชั่งพาร์เซกสองสามตัว”
