Was wäre, wenn das Universum der Dunklen Materie ein Spiegel unseres eigenen Universums wäre, nur mit einer Reihe gebrochener Regeln? Eine neue Theorie legt nahe, dass dies erklären könnte, warum dunkle Materie reichlich vorhanden, aber unsichtbar ist.
Dunkle Materie Es ist die geheimnisvolle und unbekannte Materie, die offenbar den Großteil der Masse im Universum ausmacht. Auf 2 Pfund (1 kg) normale Materie kommen etwa 10 Pfund (5 kg) Dunkle Materie. Es reagiert nicht mit Licht oder gewöhnlicher Materie. Die einzige Möglichkeit, wie Wissenschaftler sie entdecken können, ist der subtile Einfluss der Schwerkraft auf normale Materie, etwa die Bewegungen von Sternen in Galaxien und … Wachstum ultragroßer Strukturen In kosmischer Zeit.
Da Materie und Dunkle Materie nach unterschiedlichen Regeln funktionieren, könnte man leicht annehmen, dass die eine die völlige Kontrolle über die andere hätte. Doch obwohl sie sehr unterschiedliche Eigenschaften haben, liegen die Mengen an normaler und dunkler Materie immer noch im gleichen Bereich. Das scheint ein seltsamer Zufall zu sein. Um dies zu erklären, haben Wissenschaftler vorgeschlagen, dass zwischen ihnen möglicherweise eine Art versteckter Zusammenhang besteht. Sie haben ihre Forschung veröffentlicht 22. Januar im Preprint arXiv.
Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass es für jede physikalische Wechselwirkung in normaler Materie einen Spiegel dafür in der Welt der Dunklen Materie gibt. Die Forscher sagten, dies wäre eine neue Art von Symmetrie in der Natur, die die Welten der natürlichen und dunklen Materie verbindet.
Diese Symmetrie wird helfen zu erklären, warum dunkle Materie und reguläre Materie ungefähr gleich häufig vorkommen.
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In diesem Artikel weisen die Forscher auf einen weiteren seltsamen Zufall hin. In der Physik der gewöhnlichen Materie haben ein Neutron und ein Proton ungefähr die gleiche Masse, sodass sie sich miteinander verbinden und stabile Atome bilden können. Wäre das Proton auch nur geringfügig schwerer, wäre es völlig instabil und würde innerhalb weniger Minuten zerfallen, was die Bildung von Atomen unmöglich machen würde. In diesem imaginären Szenario würde das Universum mit einem Meer schwebender Neutronen zurückbleiben.
Forscher vermuten, dass dieses zersplitterte Fantasieuniversum in der Spiegelversion der Dunklen Materie unseres eigenen Universums Realität sein könnte. Eine besondere Kombination der Physik führte dazu, dass das Proton ungefähr die gleiche Masse wie das Neutron hatte; Vielleicht spielte sich diese physikalische Kombination im Spiegel der Dunklen Materie anders ab, was dazu führte, dass das „dunkle Proton“ verdampfte und ein Meer aus „dunklen Neutrinos“ zurückblieb – was wir dunkle Materie nennen.
Während dieses vorgeschlagene Spiegelmodell die Möglichkeit reichhaltiger Wechselwirkungen zwischen Teilchen der Dunklen Materie – dunklen Atomen, dunkler Chemie und … – zulässt. Dunkles Periodensystem der dunklen Elemente – Die Forscher stellen fest, dass es nie zu viel Interaktion geben kann. Wenn dunkle Materie stark mit sich selbst interagiert, neigt sie dazu, viel stärker zu verklumpen, als Wissenschaftler denken. Der Großteil der Dunklen Materie sollte also relativ einfach sein – ein Meer schwebender neutraler Teilchen.
Diese zusätzlichen Reaktionen, die als dunkler Spiegel unserer chemischen Welt dienen werden, könnten es künftigen Wissenschaftlern ermöglichen, diese Theorie zu testen. Zu Beginn des Universums durchlief die natürliche Materie die Nukleosynthese, bei der die ersten Elemente im Kernplasma gebildet wurden. Wenn diese neue Idee richtig ist, bedeutet dies, dass die Spiegelnukleosynthese auch in der Dunklen Materie stattfindet. In diesen chaotischen Anfängen könnten sich Kanäle zwischen den beiden Welten geöffnet haben, die es ihnen ermöglichten, sich gegenseitig zu beeinflussen.
Durch sorgfältige Messung der Elementbildungsrate – etwas, das die nächste Generation kosmischer Observatorien hoffentlich tun wird – können Wissenschaftler möglicherweise Hinweise auf einen dieser Kanäle finden und einen Blick auf das dunkle Spiegeluniversum werfen.
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