اقترح العلماء طريقة للكشف غير المباشر عن النيوترينوات التي تنشأ في الثواني الأولى من الكون

اقترح مرصد بلانك للفضاء وخريطة مؤسسة التمويل الأصغر بمساعدة

العلماء الأمريكيين من جامعة كاليفورنيا طريقة جديدة لرصد النيوترينوات المبكرة غير المباشرة التي نشأت في الثواني الأولى من وجود الكون بشكل غير مباشر. وفقًا لحساباتهم ، كان لهذه النيوترينوات تأثير مميز على إشعاع الخلفية الكونية الميكروي (MFI) وتوزيع المادة ، التي تشكلت منها المجرات.

كانت اللحظات الأولى من الإنفجار الكبير ساخنة جدًا ونشطة - ساخنة جدًا لدرجة أنه حتى الذرات لا يمكن أن توجد في مثل هذه الظروف. بالتوازي مع تمدد الكون ، تم تكوين الجسيمات وفصل أربعة تفاعلات أساسية. ثم بدأ ظهور الهدرونات. في مرحلة ما ، أصبحت المادة شفافة للنيوترينات ، والتي كانت قادرة على الحركة بحرية كافية دون الاصطدام ببقية المادة.

كل هذا لم يستغرق أكثر من ثانيتين - وبعد ذلك لنحو 400000 سنة لم يتمكن الضوء من اختراق المادة ، لذلك لن نرى الفوتونات من هذه الفترة الزمنية. لكن النيوترينوات ، التي تتفاعل بشكل ضعيف جدًا مع بقية المادة ، يمكننا التقاطها - إذا لم يكن من الصعب القيام بذلك.

ولكن على وجه التحديد لأن النيوترينوات تتفاعل بشكل ضعيف مع الجسيمات الأخرى ، حتى كاشفات النيوترينو الحديثة مثل IceCube أو تلسكوب نيوترينو Dubna في أعماق البحار قادرة على التقاط عدد صغير جدًا من هذه الجسيمات ، خاصة تلك التي نشأت في بداية الكون - طاقتها منخفضة جدًا.

قياسا على إشعاع الخلفية الميكروويف ، يتحدث العلماء عن إشعاع الخلفية النيوترينو (NFI). درجة حرارته ، التي انخفضت مع تمدد وتبريد الكون ، أقل بقليل من درجة حرارة أشعة الميكروويف ، وتبلغ 1.9 درجة مئوية.

قام العلماء بالفعل بتجميع خريطة لإشعاع الميكروويف في السماء - لكن خريطة NFI لم يتم تجميعها بعد ، حيث لا يمكن التقاط النيوترينوات الضرورية مباشرة. لكن العلماء من جامعة كاليفورنيا لم يقترحوا القبض على النيوترينوات أنفسهم ، ولكن لتسجيل عواقب وجودها.

في حين كانت المادة في شكل بلازما الهيدروجين والهيليوم لمدة 400 ألف سنة ، فقد حرث النيوترينوات بالفعل مساحات الكون بسرعة قريبة من الضوء. تجاوزت هذه السرعة سرعة الصوت في البلازما - لذلك ، يجب أن تنتشر فيها الموجات الصوتية الناتجة عن النيوترينوات السريعة. أدت الموجات الصوتية إلى تقلبات في كثافة المادة الأولية ، والتي يمكن قياسها.

أدت هذه التقلبات إلى توزيعات غير متجانسة للمادة ، والتي تشكلت منها الأجرام السماوية ، وإلى عدم تجانس إشعاع خلفية الميكروويف ، حيث توجد اختلافات في درجة الحرارة فيه.

حسب المؤلفون كيف يجب أن تبدو صورة مؤسسة التمويل الأصغر نظريًا في وجود تقلبات ناتجة عن النيوترينوات ، وفي حالة عدم وجودها ، في حين أنها اتخذت خيارات متنوعة بأعداد مختلفة من أنواع النيوترينوات. اتضح أن الحسابات تتزامن مع النمط المعروف لتوزيع الإشعاع عندما يتم تضمين ثلاث نكهات نيوترينو فقط في النموذج - أي أن النظرية تتزامن مع الواقع.

يجادل الباحثون بأنه على الرغم من أن تأثير النيوترينوات على مؤسسات التمويل الأصغر ضئيل ، إلا أنه ليس ملموسًا فحسب ، ولكنه أيضًا مميز تمامًا. يمكن أن يكون المرشح الآخر بدلاً من النيوترينوات شكلاً غير معروف من المادة المظلمة ، التي تتحرك جزيئاتها بسرعة حول الضوء - وهو أمر غير مرجح.

Source: https://habr.com/ru/post/ar383979/