Po novih izračunih znanstvenikov z Univerze v Zürichu, objavljenih v tokratni številki Nature, so bile duhovne halo temne snovi, težke kot zemlja in velika, kot je naš osončje, prve strukture v vesolju.
Naša lastna galaksija še vedno vsebuje štirikolesnike teh halolov, pri čemer naj bi se na Zemljo prehajalo vsakih nekaj tisoč let, kar pušča svetlo, zaznavno sled gama žarkov, pravijo znanstveniki. Iz dneva v dan na Zemljo in skozi naša telesa neopaženo padajo nešteti naključni delci temne snovi.
"Ti haloi temne snovi so bili gravitacijsko 'lepilo', ki je pritegnilo navadno snov, s čimer je omogočilo oblikovanje zvezd in galaksij," je dejal profesor Ben Moore z Inštituta za teoretično fiziko Univerze v Zürichu, soavtor poročila o naravi . "Te strukture, sestavni deli vsega, kar vidimo danes, so se začele oblikovati zgodaj, le približno 20 milijonov let po velikem udaru."
Temna snov obsega več kot 80 odstotkov mase vesolja, vendar njena narava ni znana. Zdi se, da se bistveno razlikuje od atomov, ki sestavljajo materijo po vsem nas. Temna snov ni bila nikoli zaznana neposredno; o njeni prisotnosti sklepamo z gravitacijskim vplivom na navadno snov.
Znanstveniki iz Züricha so svoj izračun utemeljili z vodilnim kandidatom za temno snov, teoretičnim delcem, imenovanim nevtino, za katerega se je mislilo, da je nastal v velikem naletu. Njihovi rezultati so pomenili večmesečno krčenje števil na zBoxu, novem superračunalniku, ki sta ga na Univerzi v Zürichu zasnovala in zgradila Moore in Drs. Joachim Stadel in Juerg Diemand, soavtorja poročila.
"Do 20 milijonov let po velikem udaru je bilo vesolje skoraj gladko in homogeno?", Je dejal Moore. Toda rahla neravnovesja v porazdelitvi snovi so gravitaciji omogočila ustvarjanje znane strukture, ki jo vidimo danes. Regije z večjo gostoto mase so pritegnile več snovi, regije z nižjo gostoto pa so izgubile snov. Temna materija ustvarja gravitacijske vdolbinice v vesolju in navadna materija se pretaka v njih. Galaksije in zvezde so se začele oblikovati približno 500 milijonov let po velikem udaru, medtem ko je vesolje staro 13,7 milijard let.
Z uporabo superračunalnika zBox, ki je izkoristil moč 300 procesorjev Athlon, je skupina izračunala, kako se bodo sčasoma razvijali nevtralni, ustvarjeni v velikem udarcu. Nevtralno je že dolgo favoriziran kandidat za "hladno temno snov", kar pomeni, da se ne premika hitro in se lahko stisne skupaj, da ustvari gravitacijski vodnjak. Nevtralino še niso odkrili. To je predlagani "supersimetrični" delec, del teorije, ki poskuša odpraviti neskladnosti v standardnem modelu elementarnih delcev.
Zadnji dve desetletji so znanstveniki verjeli, da bi nevtralini lahko danes tvorili ogromne haloe temne snovi in obdali celotne galaksije. Kar je nastalo pri izračunu superračunalnika zBox ekipe Züricha, so tri nova in vidna dejstva: najprej so nastali haloi zemeljske mase; te strukture imajo izjemno gosta jedra, ki omogočajo, da so kvadratriliji preživeli dobe naše galaksije; tudi ti "miniaturni" haloi temne snovi se gibljejo skozi svoje gostiteljske galaksije in se med nami odzivajo z navadno materijo. Mogoče je celo, da bi ti haloji lahko ovirali Oortov komorni oblak daleč onstran Plutona in pošiljali odpadke skozi naš osončje.
"Zaznavanje teh nevtralnih haloov je težko, vendar možno?" Halosi nenehno oddajajo gama žarke, najslabše energijsko obliko svetlobe, ki nastajajo, ko nevtralini trčijo in se samo-uničijo.
"Prehodni halo v našem življenju (če bi imeli toliko sreče) bi bil dovolj blizu, da bi lahko videli svetlo sled gama žarkov," je dejal Diemand, ki je zdaj na kalifornijski univerzi v Santa Cruzu.
Najboljša možnost za zaznavanje nevtralinosov pa je v galaktičnih središčih, kjer je gostota temne snovi najvišja, ali v središčih teh selijočih nevtralnih haloov Zemlje-mase. Gostejše regije bodo zagotovile večjo možnost nevtralnih trkov in s tem več gama žarkov. "To bi bilo še vedno težko zaznati, kot je poskus, da bi videli luč ene same sveče, postavljene na Plutona," je dejal Diemand.
Nasina misija GLAST, ki naj bi se začela leta 2007, bo lahko zaznala te signale, če obstajajo. Tudi zemeljska gama-žarišča, kot sta VERITAS ali MAGIC, bi lahko zaznala gama žarke iz nevtralnih interakcij. V naslednjih nekaj letih bo veliki hadronski trk v CERN-u v Švici potrdil ali izključil koncepte super-simetrije.
Slike in računalniške animacije nevtralne halo in zgodnje strukture v vesolju, ki temeljijo na računalniških simulacijah, so na voljo na spletnem mestu http://www.nbody.net
Albert Einstein in Erwin Schr? Dinger sta bila med prejšnjimi profesorji na Inštitutu za teoretično fiziko Univerze v Zürichu, ki sta veliko prispevala k našemu razumevanju izvora vesolja in kvantne mehanike. Leto 2005 je stoletnica Einsteinovega najbolj izjemnega dela na področju kvantne fizike in relativnosti. Leta 1905 je Einstein doktoriral na univerzi v Zürichu in objavil tri znanstvene prispevke.
Opomba urednikom: Inovativni superračunalnik, ki sta ga zasnovala Joachim Stadel in Ben Moore, je kocka 300 procesorjev Athlon, ki jih medsebojno povezuje dvodimenzionalno omrežje visoke hitrosti iz Delphin / SCI in hladi patentiran sistem pretoka zraka. Za več podrobnosti glejte http://krone.physik.unizh.ch/~stadel/zBox/. Stadel, ki je vodil projekt, je poudaril: "Bila je zastrašujoča naloga sestavljanje superračunalnika svetovnega razreda iz tisoč komponent, ko pa je bil končan, je bil najhitrejši v Švici in superračunalnik z največjo gostoto na svetu. Vzporedna simulacijska koda, ki jo uporabljamo, razdeli izračun z razdeljevanjem ločenih delov vesolja modela različnim procesorjem. "
Izvirni vir: Inštitut za teoretično fiziko? Novice na Univerzi v Zürichu
