สสารมืดน่าหนักหน่วงหนักเท่าโลกและมีขนาดใหญ่เท่ากับระบบสุริยะของเรานับเป็นโครงสร้างแรกที่ก่อตัวขึ้นในเอกภพตามการคำนวณใหม่จากนักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยซูริคซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Nature ในสัปดาห์นี้
กาแลคซีของเรายังคงมีกำลังสองของรัศมีเหล่านี้ด้วยสิ่งหนึ่งที่คาดว่าจะผ่านโลกทุกสองสามพันปีทำให้เกิดเส้นทางรังสีแกมม่าที่สว่างและตรวจจับได้ในเวลาตื่นนักวิทยาศาสตร์กล่าว อนุภาคสสารมืดแบบสุ่มนับวันนับไม่ถ้วนที่ตกลงมาบนโลกและผ่านทางร่างกายของเราโดยไม่ถูกตรวจจับ
“ สสารมืดเหล่านี้มีรัศมีเป็น 'กาว' แรงดึงดูดที่ดึงดูดเรื่องธรรมดาในที่สุดก็สามารถสร้างดาวและกาแล็กซี่ขึ้นมาได้ในที่สุด” ศาสตราจารย์เบ็นมัวร์จากสถาบันฟิสิกส์ทฤษฎีแห่งมหาวิทยาลัยซูริคผู้ร่วมเขียนรายงานธรรมชาติ . “ โครงสร้างเหล่านี้ซึ่งเป็นหน่วยการสร้างของทั้งหมดที่เราเห็นในวันนี้เริ่มก่อตัว แต่เพียงประมาณ 20 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง”
สสารมืดประกอบด้วยมวลของจักรวาลมากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ แต่ธรรมชาติของมันไม่เป็นที่รู้จัก ดูเหมือนว่าจะแตกต่างจากอะตอมที่ประกอบขึ้นรอบตัวเรา ไม่เคยตรวจพบสสารมืดโดยตรง การปรากฏตัวของมันถูกอนุมานโดยอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงในเรื่องสามัญ
นักวิทยาศาสตร์ของซูริคได้ทำการคำนวณผู้สมัครชั้นนำสำหรับสสารมืดซึ่งเป็นอนุภาคทางทฤษฎีที่เรียกว่า Neutralino ซึ่งคิดว่าถูกสร้างขึ้นในบิ๊กแบง ผลลัพธ์ของพวกเขาได้รับความนิยมอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายเดือนบน zBox ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ตัวใหม่ที่ออกแบบและสร้างขึ้นที่มหาวิทยาลัยซูริคโดยมัวร์และดร. Joachim Stadel และ Juerg Diemand ผู้ร่วมเขียนรายงาน
จนกระทั่ง 20 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบงจักรวาลก็เกือบจะราบรื่นและเป็นเนื้อเดียวกัน? มัวร์กล่าว แต่ความไม่สมดุลเล็กน้อยในการกระจายสสารทำให้แรงโน้มถ่วงสร้างโครงสร้างที่คุ้นเคยที่เราเห็นในปัจจุบัน ภูมิภาคที่มีความหนาแน่นของมวลสูงจะดึงดูดสสารมากขึ้นและบริเวณที่มีสสารที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าจะหายไป สสารมืดสร้างบ่อความโน้มถ่วงในอวกาศและสสารสามัญไหลเข้าหาพวกมัน กาแลคซีและดวงดาวเริ่มก่อตัวขึ้นหลังจากเกิดบิ๊กแบงประมาณ 500 ล้านปีในขณะที่เอกภพมีอายุ 13.7 พันล้านปี
ด้วยการใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ zBox ที่ควบคุมพลังของโปรเซสเซอร์ 300 Athlon ทีมคำนวณว่าการที่เป็นกลางสร้างขึ้นในบิกแบงจะมีวิวัฒนาการเมื่อเวลาผ่านไป Neutralino เป็นผู้สมัครที่ได้รับความนิยมมานานสำหรับ“ สสารมืดเย็น” ซึ่งหมายความว่ามันไม่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วและสามารถรวมตัวกันเพื่อสร้างบ่อน้ำแรงโน้มถ่วง Neutralino ยังไม่ได้รับการตรวจพบ นี่เป็นอนุภาค "supersymmetric" ที่นำเสนอซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีที่พยายามแก้ไขความไม่สอดคล้องกันในแบบจำลองมาตรฐานของอนุภาคมูลฐาน
ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเป็นกลางสามารถก่อตัวสสารมืดขนาดใหญ่และกาแลคซีกาแลคซีทั้งวัน สิ่งที่เกิดขึ้นจากการคำนวณซูเปอร์คอมพิวเตอร์ zBox ของทีมซูริคคือข้อเท็จจริงใหม่และเด่นชัดสามประการ: รัศมีของมวลโลกก่อตัวขึ้นก่อน โครงสร้างเหล่านี้มีแกนหนาแน่นมากช่วยให้ควอดริลเลี่ยนสามารถรอดชีวิตมานานในกาแลคซีของเรา สสารมืดขนาดจิ๋วเหล่านี้เคลื่อนที่ผ่านกาแลคซีโฮสต์ของพวกมันและโต้ตอบกับสสารทั่วไปเมื่อผ่านไป มันอาจเป็นไปได้ว่ารัศมีเหล่านี้อาจรบกวนเมฆดาวหางออร์ตไกลพลูโตและส่งเศษผ่านระบบสุริยะของเรา
การตรวจจับรัศมีเป็นกลางนั้นทำได้ยาก แต่เป็นไปได้ทีมกล่าว รัศมีนั้นเปล่งรังสีแกมม่าออกมาอย่างต่อเนื่องซึ่งเป็นรูปแบบของพลังงานแสงสูงสุดซึ่งเกิดขึ้นเมื่อเป็นกลางทำให้เกิดการชนและทำลายตัวเอง
“ รัศมีที่ผ่านไปในชีวิตของเรา (หากเราโชคดีมาก) จะอยู่ใกล้พอที่เราจะได้เห็นรังสีแกมม่าที่ส่องสว่างได้อย่างง่ายดาย” Diemand กล่าวที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานตาครูซกล่าว
อย่างไรก็ตามโอกาสที่ดีที่สุดในการตรวจจับ neutralinos คืออยู่ในใจกลางกาแลคซีที่ความหนาแน่นของสสารมืดสูงสุดหรืออยู่ในศูนย์กลางของรัศมีเป็นกลางของมวลโลกที่อพยพเหล่านี้ ภูมิภาคที่หนาแน่นจะให้โอกาสในการชนที่เป็นกลางมากขึ้นและมีรังสีแกมม่ามากขึ้น “ นี่คงเป็นเรื่องยากที่จะตรวจจับเช่นพยายามมองเห็นแสงเทียนที่วางอยู่บนดาวพลูโต” Diemand กล่าว
ภารกิจ GLAST ของ NASA ซึ่งมีแผนที่จะเปิดตัวในปี 2550 จะสามารถตรวจจับสัญญาณเหล่านี้ได้หากมีอยู่ หอสังเกตการณ์รังสีแกมมาบนพื้นดินเช่น VERITAS หรือ MAGIC อาจสามารถตรวจจับรังสีแกมม่าจากปฏิกิริยาเป็นกลาง ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า Large Hadron Collider ที่ CERN ในสวิตเซอร์แลนด์จะยืนยันหรือออกกฎแนวคิดเรื่องความสมมาตร
รูปภาพและแอนิเมชั่นคอมพิวเตอร์ของฮาโลเป็นกลางและโครงสร้างเริ่มต้นในจักรวาลจากการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์มีอยู่ที่ http://www.nbody.net
Albert Einstein และ Erwin Schrédingerเป็นหนึ่งในอาจารย์ก่อนหน้านี้ที่ทำงานในสถาบันฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยซูริคซึ่งมีส่วนสำคัญอย่างมากต่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับกำเนิดของจักรวาลและกลศาสตร์ควอนตัม ปี 2005 เป็นหนึ่งร้อยปีของงานที่โดดเด่นที่สุดของ Einstein ในฟิสิกส์ควอนตัมและสัมพัทธภาพ ใน 1,905 Einstein ได้รับปริญญาเอกของเขาจากมหาวิทยาลัยซูริคและเผยแพร่เอกสารการเปลี่ยนแปลงทางวิทยาศาสตร์สาม.
หมายเหตุถึงบรรณาธิการ: ซูเปอร์คอมพิวเตอร์นวัตกรรมที่ออกแบบโดย Joachim Stadel และ Ben Moore เป็นหน่วยประมวลผล 300 Athlon ที่เชื่อมต่อกันด้วยเครือข่ายความเร็วสูงสองมิติจาก Dolphin / SCI และระบายความร้อนด้วยระบบไหลเวียนอากาศที่ได้รับสิทธิบัตร อ้างถึง http://krone.physik.unizh.ch/~stadel/zBox/ สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม Stadel ผู้เป็นผู้นำโครงการกล่าวว่า“ มันเป็นงานที่น่ากลัวที่จะประกอบซูเปอร์คอมพิวเตอร์ระดับโลกจากส่วนประกอบหลายพันชิ้น แต่เมื่อมันเสร็จสมบูรณ์มันก็เร็วที่สุดในสวิตเซอร์แลนด์และเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่หนาแน่นที่สุดในโลก รหัสการจำลองแบบขนานที่เราใช้แยกการคำนวณโดยการกระจายส่วนต่าง ๆ ของเอกภพจำลองไปยังโปรเซสเซอร์ที่แตกต่างกัน "
แหล่งต้นฉบับ: สถาบันฟิสิกส์เชิงทฤษฎี? ข่าวมหาวิทยาลัยซูริค
