Computersimulationen zeigen, dass die mysteriöse dunkle Materie aus sehr schnellen und sehr leichten Teilchen bestehen könnte – entgegen der weit verbreiteten Theorie. Der Fund könnte die überraschend reine chemische Zusammensetzung einiger Sterne der Milchstraße und die überraschend große Masse des riesigen Schwarzen Lochs in ihrem Zentrum erklären.
In Computersimulationen in einem frühen Stadium der Existenz des Universums bildeten sowohl warme als auch k alte dunkle Materie lange Filamente
Dunkle Materie ist eine sehr mysteriöse Substanz, die nur durch ihren Gravitationseinfluss auf gewöhnliche Materie beobachtet werden kann. Seine Existenz wurde bis vor kurzem nur theoretisch vorhergesagt. Und erst in den letzten Jahren tauchten zuverlässige experimentelle Beweise auf (lesen Sie zum Beispiel "Dark History" oder "Dark Ring").
Aber die eigentliche Natur der Dunklen Materie bleibt für die Forschung unzugänglich, obwohl es diesbezüglich eine Reihe von Hypothesen gibt. Das beliebteste Modell besagt, dass es aus sehr schweren und sich langsam bewegenden subatomaren Teilchen besteht – diese Version ist als „k alte dunkle Materie“bekannt. Die andere ist die Hypothese der „warmen dunklen Materie“, die im Gegenteil die Existenz sehr schneller und leichter Teilchen impliziert. Wenn dem so ist, dann verursacht ihre schnelle Bewegung ein „Verschmieren“von kleinen und extrem dichten Materieklumpen, die sonst im Zentrum großer Galaxien, einschließlich der Milchstraße, existieren könnten. Jüngste Studien deuten darauf hin, dass es solche Blutgerinnsel wirklich nicht gibt.
Die britischen Wissenschaftler Liang Gao und Tom Theuns führten Computersimulationsexperimente durch, die das Verh alten von warmer und k alter dunkler Materie im frühen Universum verglichen. Zunächst entwickelten sich beide Optionen ähnlich und zogen sich unter dem Einfluss der Schwerkraft zu einem Netz von Fäden zusammen, die das Universum durchziehen.
Aber dann kollabierte die Dunkle Materie zu Blasen, und im „warmen“Modell bewirkte die schnelle Bewegung der Teilchen, dass sich die Blasen ausdehnten, wobei sich neue, dünnere und dichtere Fäden bildeten, von denen sich ein typischer nach oben streckte bis zu 10.000 Lichtjahre lang und hatte eine Masse von bis zu 10 MillionenSolar. Sie zogen gewöhnliche Materieteilchen an sich und halfen dabei, Sterne aus Wasserstoff und Helium zu bilden. Sterne wurden in ziemlich zufälligen Größen gebildet - einige von ihnen brannten schnell aus, während andere bis in unsere Tage existieren könnten.
Im Modell mit k alter dunkler Materie war alles ganz anders. Die Blasen blieben Blasen, und in ihrer Mitte bildeten sich sehr große, hell leuchtende Sterne, die schnell den Vorrat an Helium und Wasserstoff in schwerere Elemente verbrannten. Danach explodierten sie und füllten das Universum mit diesen Derivaten, was zur Bildung der nächsten Sternengeneration führte, die bereits aus diesen Elementen bestand. Nach diesem Modell gäbe es im Universum mittlerweile keine Sterne mehr, die nur aus Wasserstoff und Helium bestehen.
Erinnern Sie sich daran, dass in den letzten Jahren eine Reihe kleiner Sterne in der Milchstraße entdeckt wurden, die extrem arm an schweren Elementen sind und fast ausschließlich aus Wasserstoff und Helium bestehen. Dies spricht unter Berücksichtigung der von Gao und Teuns durchgeführten Modellierungsexperimente für die Hypothese warmer dunkler Materie mit ihren schnellen und leichten subatomaren Teilchen.
Fäden aus warmer dunkler Materie erklären auch einige Aspekte der Entstehung von Schwarzen Löchern. Tatsächlich verwandelten sich viele Sterne, die in Computersimulationen aus k alter dunkler Materie entstanden, schließlich in Schwarze Löcher. Diese Löcher waren jedoch nur um ein Vielfaches schwerer als die Sonne. Die Bildung von supermassereichen Schwarzen Löchern, die milliardenfach schwerer sind, wie das im Zentrum der Milchstraße, wurde nicht beobachtet.
Andererseits kollabierten die Filamente aus warmer dunkler Materie in der Simulation manchmal und zogen umliegende Sterne, Gas- und Staubwolken und kleine Schwarze Löcher so nahe zusammen, dass sie zu den beobachteten kolossalen Schwarzen Löchern verschmolzen im modernen Universum.
Übrigens, vor nicht allzu langer Zeit gab es eine Nachricht über die Entdeckung einer ganzen Galaxie dunkler Materie: "Was ist da, wo nichts ist", und ein weiterer Haufen dunkler Materie wurde um einen Haufen dunkler Materie herum gefunden gewöhnliche Galaxien: "Galactic crowd".
