の 大爆発 宇宙を謎に包まれた「暗黒の」ビッグバンという影を伴っていたのかもしれない 暗黒物質、宇宙論者は新しい研究で提案しました。 時空の構造の波紋を研究することで、この出来事の証拠を見ることができるかもしれません。
後 大爆発ほとんどの宇宙論者は、宇宙は初期の瞬間にインフレーションとして知られる急速で顕著な膨張の期間を経たと信じています。 インフレの原因は誰にもわからない、しかし、極端ななど、さまざまな注意事項を説明する必要があります 宇宙の幾何学的な平坦性 大規模に。
インフレーションは、すべての時空を吸収する基本的なエンティティである奇妙な量子場によって駆動されたと想定されています。 インフレーションの終わりに、この場は崩壊して粒子と放射線のシャワーになり、物理学者が通常宇宙の始まりと関連付ける「ホット ビッグ バン」が発生します。 これらの粒子は、宇宙が誕生して約 12 分後に最初の原子へと合体し続け、数億年後に星や銀河へと合体し始めます。
しかし、宇宙の混合物には別の要素があります。 暗黒物質. 繰り返しになりますが、宇宙論者は暗黒物質が何であるかを確信していませんが、通常の物質に対する重力の影響を通してその存在の証拠を見ています.
最も単純なモデルでは、インフレーションの終焉とそれに続く熱いビッグバンによって、宇宙は暗黒物質であふれ、独立した軌道に沿って進化した。 しかし、その仮定は単に単純化のためになされたものであり、2 月に Database Preprint に掲載された研究論文で 2 人の宇宙学者が示唆した. arXiv (新しいタブで開きます). 科学者は、とらえどころのない物質がその重力の影響を発揮する時間があった後、宇宙の進化の後半まで暗黒物質の証拠を確認しないため、通常の物質と一緒にホットビッグバンで宇宙を埋める必要はありません. テーマ。 さらに、暗黒物質は通常の物質と相互作用しないため、独自の「暗黒の」ビッグバンがあった可能性があると研究者は主張しています。
ダークビッグバン
彼らの論文では、研究者は暗黒のビッグバンがどのように見えるかを調査しました。 まず、彼らは新しい量子場、いわゆる「暗場」の存在を仮定しました。これは、暗黒物質が完全に独立して形成できるようにするために必要です。
この新しいシナリオでは、暗黒のビッグバンは、インフレーションが弱まり、宇宙が十分に膨張および冷却されて、暗視野が独自の相転移を起こし、暗黒物質の粒子に変化した後にのみ始まります。
研究者たちは、暗黒のビッグバンがいくつかの制限に従わなければならないことを発見しました。 早すぎると暗黒物質が多くなり、遅すぎると少なくなります。 しかし、宇宙誕生から 1 か月も経っていないときに暗黒ビッグバンが発生したとすれば、既知のすべての観測結果と一致する可能性があります。
ダーク ビッグバンの導入には多くの利点があります。 まず、暗黒物質について科学者が知っていることと一致しています。通常の物質と相互作用しない場合、共通の起源を共有する必要はありません。 第二に、研究者は暗黒物質のモデルを非常に初期の段階で通常の物質の挙動にどのように影響するかを心配することなく作成できるため、科学者はモデルを作成する際の柔軟性が高まります。
しかし、さらに重要なことは、研究者たちは、暗黒のビッグバンが重力波で特定の信号を生成することを発見したことです. これは、理論がいつかテスト可能になる可能性があることを意味します。
研究者たちは、現在の重力波実験が暗黒のビッグバンの信号を見つけることに敏感ではないことを認めています。 しかし、遠く離れたパルサーまでの距離を利用する別の重力波探査機があります。これは、パルサー タイミング アレイとして知られています。 NANOGrav実験 (新しいタブで開きます)、彼はトリックをやってのけることができるかもしれません。
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