Ранняя Вселенная пережила фазовый переход.

Образование сверхмассивных черных дыр с массой более миллиарда солнечных масс в течение первого миллиарда лет существования Вселенной является открытым вопросом в астрофизике. Физики-теоретики Brookhaven Human Dawoodiasl National Laboratory Питер Дентон и Джулия Герлейн разработали модель, объясняющую образование этих первобытных гигантов, а также природу другого явления — темной материи.

До появления галактик Вселенная была горячей и плотной, и это хорошо известно. То, как Вселенная остыла до того, что мы наблюдаем сегодня, интересно, потому что нет никаких экспериментальных данных, описывающих, как это произошло.

Ранняя Вселенная претерпела фазовый переход.

Эволюция Вселенной.

Ученые могут предсказать, что случилось с известными частицами, потому что они часто взаимодействуют. Но что, если есть еще неизвестные частицы, которые работают по-другому?

Чтобы исследовать этот вопрос, была разработана модель темного сектора Вселенной, где еще не обнаруженные частицы изобилуют и редко взаимодействуют. Среди этих частиц может быть сверхлегкая темная материя, которая, по прогнозам, на 28 порядков легче протона. Частота известных взаимодействий частиц предполагает, что материя в том виде, в каком мы ее знаем, не будет очень эффективно накапливаться в черных дырах. Но если бы существовал темный сектор со сверхлегкой темной материей, ранняя Вселенная могла бы иметь подходящие условия для очень эффективного коллапса.

Недавние наблюдения показали, что сверхмассивные черные дыры образовались в ранней Вселенной гораздо раньше, чем думали физики. Это открытие оставляет мало времени для объяснения роста сверхмассивных черных дыр.

Ученые предположили, что частицы в темном секторе могут подвергаться фазовому переходу, который позволяет материи очень эффективно создавать черные дыры. Когда температура Вселенной в самый раз, давление может внезапно упасть до очень низкого уровня, позволяя гравитации взять верх и материи разрушиться, и наше понимание известных частиц показывает, что этот процесс не происходит в нормальных условиях. Такой фазовый переход был бы драматическим событием даже для такого впечатляющего явления, как Вселенная.

Читайте также:  Проект "Астра" - межзвёздные амбиции СССР. Колонизация планет

Такие фазовые переходы — грандиозное событие. Они излучают гравитационные волны. Эти волны имеют характерную форму, поэтому физики сделали предсказания о характеристиках этого сигнала и его ожидаемом частотном диапазоне. Текущие эксперименты с гравитационными волнами недостаточно чувствительны, чтобы подтвердить теорию, но эксперименты следующего поколения могут обнаружить эти волны. Основываясь на характерной форме волн, физики смогли уточнить детали образования сверхмассивных черных дыр.

До тех пор ученые будут продолжать оценивать новые данные и уточнять свою модель.

Нина Кузнецова
Главный редактор , youtesla.ru
Более 30 лет я занимаюсь наукой и технологиями. Товарищи советовали мне делиться самым интересным на просторах интернета. Изучение нового и неопознанного это моя жизнь, узнавайте самое интересное со мной.
Оцените статью
YouTesla.ru
Добавить комментарий