Sterrekunde

Word daar verwag dat swart gate dieselfde verhouding donker materie tot gewone materie sal bevat as die res van die heelal?

Word daar verwag dat swart gate dieselfde verhouding donker materie tot gewone materie sal bevat as die res van die heelal?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Word daar verwag dat swart gate dieselfde verhouding donker materie tot gewone materie sal bevat as die res van die heelal? Ek het gehoor dat donker materie versprei word in stralekringe rondom sterrestelsels. Maak dit minder geneig om in 'n swart gat ingeneem te word?


(Kort antwoord: Nee, blaai na die laaste punt.)

  • Dit is vir 'n eksterne waarnemer irrelevant of die materie wat in die swart gat geval het, donker materie of baronies was, deur die stelling van geen hare nie. Die enigste eienskappe van 'n swart gat vanuit ons oogpunt is massa, elektriese lading en hoekmomentum. (Maar ons verstaan ​​natuurlik nie kwantumgravitasie nie.)
  • Vanuit die oogpunt van materie wat in die swart gat geval het, gebeur daar niks spesiaals by die oorskryding van die gebeurtenishorison nie. Dit beteken dat donker materie donker bly en baroniese materie baronies bly as dit vanuit die swart gat gekyk word.
  • Daar is kontroversie oor hoeveel donker materie in die heelal bestaan. Hierdie onlangse artikel dui byvoorbeeld in die opsomming aan dat meer akkurate modellering van galaktiese rotasiekurwe 'n groot persentasie van die verwagte nie-baroniese donker materie kan elimineer. (Let op soos @pela in die opmerkings aangedui het, dat hierdie skrywers se artikels nie deurlopend beoordeel is nie en dat dit verdag kan wees.) Die hoeveelheid donker materie in die heelal sal natuurlik die antwoord van die vraag baie beïnvloed. Ek moet daarop let dat die kontroversie meestal bestaan ​​uit 'n klein aantal vokale wetenskaplikes wat buite verhouding in die media verskyn. Na aanleiding van die hoofstroom-nuuswetenskaplike afdelings, het ek die indruk dat dit lyk asof die dood van donker materie een keer per maand aangekondig word.
  • Die vorming van supermassiewe swart gate word sleg verstaan. Een hipotese is dat dit kan ontstaan ​​deur opeenvolgende samesmelting van swart swart gate. Aangesien daar onlangs swaartekraggolfwaarnemings van sulke samesmeltings plaasgevind het, en aangesien kandidate vir intermediêre massa swart gate ook onlangs waargeneem is, sal ek hier aanneem dat dit so is en dat supermassiewe swart gate dus van ongeveer dieselfde materiaal gemaak is as sterre massa swart gate.
  • Swartgate verloor die grootste deel van hul massa tydens die vormingsproses. Dit is belangrik om altyd in gedagte te hou of ons praat oor die massa van die sterkern wat ineengestort het om die swart gat te vorm (dit is dikwels die "massa" van 'n swart gat waarna verwys word as u byvoorbeeld praat oor die minimum grootte swart gat wat kan ontstaan ​​as gevolg van die ineenstorting van die kern) of die massa van die swart gat soos gesien deur 'n ver waarnemer na die supernova.
  • Donker materie-deeltjies kan nie veel orbitale energie verloor deur interaksie met ander materie of deur bestraling nie, daarom sal dit in 'n wentelbaan om 'n swart gat bly, eerder as om in te val, tensy dit met 'n onwaarskynlike kans naby die horison van die gebeurtenis gebeur. Hierdie referaat dui aan dat gesimuleerde supermassiewe swart gate nie meer as ongeveer 10% van hul massa afkomstig is van donker materie nie.

Daar moet egter gesê word dat sommige wetenskaplikes vermoed dat donker materie in die eerste plek van oer-swart gate gemaak is. Daar is ook die teorie van MACHO's (Massive Compact Halo Objects) dat donker materie bestaan ​​uit groot kompakte liggame soos swart gate, maar die meeste glo dat hierdie teorie nie die donker materie in die heelal kan verantwoord nie.


Donker materie is (word gedink) in stralekrans wat albei tot in die sentrums van sterrestelsels strek en buite die meeste normale materie in sterrestelsels (gas, sterre, stof). Dus 'n swart gat in 'n sterrestelsel kon en sal ongetwyfeld donker materie inneem. Maar:

Sterre massa swart gate vorm as gevolg van die kern-ineenstorting van 'n massiewe ster. Aangesien sterre byna geheel en al van gereelde materie is, sou die oorspronklik gevormde BH-oorblyfsel self feitlik geheel en al van gewone materie gemaak wees. Sulke BH's kan later groei deur gas aan te akkommodeer (byvoorbeeld van 'n nabye metgesel), in welke geval hulle massa kry in die vorm van gereelde materie. Daar sou onvermydelik wees sommige donker materie wat deur die BH ingesluk is terwyl dit in sy moederstelsel wentel - net soos die BH byvoorbeeld interstellêre stof sou sluk. Maar dit sal steeds oorweldigend gevorm word uit gereelde saak.

Supermassiewe swart gate in sterrestelselsentrums sou waarskynlik begin deur 'n soort vroeë-heelal-ineenstorting van 'n gaswolk of 'n baie massiewe ster, wat weer meestal 'n gereelde saak sou wees. Daaropvolgende groei van supermassiewe BH's kom hoofsaaklik uit interstellêre gas wat 'n aanwasskyf rondom die BH voer, plus die af en toe 'n ster wat te naby dwaal - dus is dit meestal gereelde materie wat in die swart gat val. (Die sentrale streke van sterrestelsels doen donker materie het, maar dit word oorheers deur gereelde materie. Boonop kan gewone materie in die vorm van gaswolke maklik energie verloor deur wolk-wolkbotsings en na die middel van die sterrestelsel sak, waar dit 'n supermassiewe BH kan voed; donker materie kan dit nie doen nie.)

(Soos gebruiker25972 daarop wys, is dit natuurlik grotendeels irrelevant vir buitestaanders soos ons wat 'n soort saak gaan in die maak van 'n BH. 'N Swart gat wat uit donker materie gevorm is, sal dieselfde optree as een wat uit gewone materie gevorm word.)


Word daar verwag dat swart gate dieselfde verhouding donker materie tot gewone materie sal bevat as die res van die heelal? - Sterrekunde

Sterrestelsels word gebore uit oerfluktuasies met 'n evolusie wat waarskynlik deur gravitasie as die dominante effek aangedryf word. Gravitasie, as 'n meetkundige begrip, het dieselfde effek op die verskillende soorte deeltjies. Sommige kragte anders as gravitasie, soos die interaksie met fotone, dissipatiewe effekte, magnetiese velde, ens., Kan ook die betrokke deeltjies op verskillende maniere beïnvloed en beïnvloed, maar 'n algehele neiging vir sterrestelsels en trosse om 'n soortgelyke samestelling te hê as die die algemene samestelling van die heelal is te verwagte.

Ons kennis oor die samestelling van die Heelal het die afgelope tyd verander ten opsigte van die klassieke siening, byvoorbeeld opgesom deur Schramm (1992). Hierdie nuwe opvatting is byvoorbeeld deur Turner (1999a, b) hersien. Die dominante materie word beskou as koue donker materie (CDM), bestaande uit deeltjies wat stadig beweeg, sodat die CDM-energiedigtheid hoofsaaklik te wyte is aan die rusmassa van die deeltjie; daar is 'n groot reeks kandidate vir CDM-deeltjies, maar aksies en neutralino's die aantreklikste moontlikhede te wees.

Oerknall-nukleosintestudies kon die bariondigtheid akkuraat bepaal as (0.019 & # 1770.0012) h -2. Die clusterbaryondigtheid is ook deur X-straal en die Sunyaev-Zeldovich-effek akkuraat bepaal as f B = (0,07 & # 1770.007) h -3/2 en, as ons aanneem dat ryk trosse 'n redelike steekproef van materie in die heelal lewer , ook / = f B, waaruit dit volg = (0.27 & # 1770.05) h -1/2. Die heelal is egter plat, = 1, met die CMB-spektrum 'n sensitiewe aanwyser. Daarom = 1 = +, waar

0.7 verteenwoordig die bydrae van die vakuumenergie, of eerder die bydrae van die kosmologiese term. Met hierdie hoë waarde van die heelal, moet die uitbreiding versnel, wat bevestig is deur die studie van hoë-rooiverskuiwing-supernovas, wat ook voorstel

0.7 (Perlmutter, Turner and White, 1999 Perlmutter et al. 1999). Die ster of sigbare materie word geskat op = 0,003 - 0,006. Al hierdie waardes kan geskryf word in 'n lys wat makliker is om te onthou, met waardes wat versoenbaar is met die bostaande figure, wat die waardes van H 0 = 65 kms -1 Mpc -1 h = 0,65 aanneem:

minder presies, maar nuttig vir verkennende vinnige berekeninge.

'N Groot groep behoort min of meer hierdie samestelling te hê, insluitend die stralekrans natuurlik, selfs al sou 'n stralekrans verskillende baroniese konsentrasies kon bevat of bloot geen. Daarom dui 'n eerste direkte benadering tot die probleem daarop dat hale nie-baronies is nie, en dat baryoniese materie 'n klein bestanddeel is.

Dit is ook die standpunt wat aanvaar word deur die meeste huidige teoretiese modelle (dit sal later in afdeling 4.2.2 bespreek word), wat volg op die kernvraestelle van Press en Schechter (1974) en White and Rees (1978). Ons gee die opmerking dat in hierdie modelle 'n dominante botsinglose, nie-dissiperende koue donker materie die hoofbestanddeel van stralekrans is, terwyl barione, waarskynlik bloot gas, die dissipatiewe komponent is wat kan afkoel, konsentreer, fragmenteer en sterproduseer. Sommige gas kan in die halo gemeng gehou word, en daarom sal halo's bestaan ​​uit nie-baroniese materiaal plus klein hoeveelhede gas, en die fraksie daarvan sal mettertyd afneem, terwyl samesmelting en aanwas toenemende hoeveelhede aan die sigbare skywe en uitpuilings sal bied. Daarom dui 'n eerste benadering daarop dat galaktiese donker materie hoofsaaklik nie-baronies is, wat as die standaardbeskrywing beskou sal word. Baryons, en dus sigbare materie, het moontlik nie heeltemal binne 'n groot DM-stralekrans gekondenseer nie, en daarom moet die barioen / DM-verhouding in die grootste stralekrans en in die heelal dieselfde wees, alhoewel hierdie verhouding in normale sterrestelsels anders kan wees.

Ander interessante moontlikhede is egter ook voorgestel. Die galaktiese sigbare / donker materie-fraksie hang baie af van die tipe sterrestelsel, maar 'n tipiese waarde kan 0,1 wees. Dit is ook ongeveer die sigbare / barion materie-fraksie in die heelal, wat sommige outeurs laat dink het dat die galaktiese donker materie baronies is (bv. Freeman, 1997). In hierdie geval is die beste kandidate gaswolke, sterreste of substerre voorwerpe. . Die sterreste bied 'n paar probleme: wit dwerge benodig ongeregverdigde massafunksies neutronsterre en swart gate sou baie meer metaalverryking opgelewer het. Ons kan nie rekening hou met die vele verskillende moontlikhede wat ondersoek word nie. Substellêre voorwerpe, soos bruin dwerge, is 'n interessante identifikasie van MACHO's, die kompakte voorwerpe wat mikrolensering van voorgrondsterre lewer. Alcock et al. (1993), Aubourg et al. (1993) en ander het voorgestel dat MACHOS's 'n aansienlike hoeveelheid van die halo-donker materie sou kon lewer, soveel as 50-60% vir massas van ongeveer 0,25 M, maar die resultate hang baie af van die model wat aanvaar word vir die sigbare en donker materie. komponente, en is nog onseker. Honma en Kan-ya (1998) het aangevoer dat as die Melkweg nie 'n plat rotasiekurwe tot 50 kpc het nie, kan bruin dwerge die hele stralekrans uitmaak, en in hierdie geval is die melkwegmassa slegs 1,1 & # 215 10 11 M.

Laat ons dan kortliks kommentaar lewer op die moontlikheid van donker gaswolke, soos verdedig deur Pfenniger en Combes (1994), Pfenniger, Combes en Martinet (1994) en Pfenniger (1997). Hulle het voorgestel dat spiraalvormige sterrestelsels van Sd na Sa ontwikkel, dit wil sê die uitputting en die skyf neem albei toe en terselfdertyd neem die M / L-verhouding af. Sd is gasryker as Sa. Dit is dan aanloklik om tot die gevolgtrekking te kom dat donker materie geleidelik verander in sigbare materie, dit wil sê in sterre. Dan moet die donker materie met gas geïdentifiseer word. Waarom kan ons dan nie daardie gas sien nie? So 'n scenario kan die geval wees as molekulêre wolke 'n fraktale struktuur van 0,01 tot 100 stuks besit. Wolke sou gefragmenteer word in kleiner, digter en kouer sub-polle, met die fraktale dimensie 1.6-2. Beskikbare millimeter radioteleskope kan nie sulke klein wolke opspoor nie. Hierdie hipotese sou ook Bosma se verband tussen donker materie en gas (Afdeling 2.3) verklaar, omdat donker materie in werklikheid gas sou wees (die waarneembare HI-skyf kan die waarneembare atmosfeer van die digte molekulêre wolke wees). In hierdie geval moet die donker materie 'n skyfverspreiding hê.

Die identifisering van skyfgas as galaktiese donker materie is die eerste keer voorgestel deur Valentijn (1991) en is later geanaliseer deur Gonz & # 225lez-Serrano en Valentijn (1991), Lequeux, Allen en Guilloteau (1993), Pfenniger, Combes en Martinet (1994) , Gerhard en Silk (1996) en andere. H 2 kan met stof geassosieer word, wat 'n kleurafhanklikheid van die radiale skaallengte lewer wat verenigbaar is met groot hoeveelhede H 2. Onlangs het Valentijn en van der Werf (1999) rotasielyne van H2 op 28,2 en 17,0 m in NGC 891 aan boord van die ISO opgespoor, wat versoenbaar is met die vereiste donker materie. As dit bevestig word, sal hierdie eksperiment van kardinale belang wees, wat aantoon dat 'n skyfbaroniese sigbare komponent verantwoordelik is vir die anomale rotasiekurwe en die broosheid van skynbaar soliede teorieë. Bevestiging in ander sterrestelsels kan moeilik wees, aangesien H2 in NGC 891 buitengewoon warm lyk (80-90 K).

'N Skyfverspreiding is inderdaad die vermetelste verklaring van hierdie scenario. Olling (1996) het afgelei dat die melkweg NGC 4244 'n opvlam het wat 'n plat stralekrans benodig. Hierdie analise benodig egter baie teoretiese aannames, byvoorbeeld, die toestand van vertikale hidrostatiese ewewig vereis verdere regverdiging, veral as in ag geneem word dat NGC 4244 'n Scd-sterrestelsel is, met vertikale uitvloeiings belangriker in laat-tipe sterrestelsels. Skering is ook gebruik om die vorm van die stralekrans af te lei. Weer bevind Hofner en Sparke (1994) dat slegs een sterrestelsel NGC 2903, uit die vyf wat bestudeer is, 'n plat stralekrans het. In hierdie referaat word 'n spesifieke model van skering aanvaar (Sparke en Casertano, 1988), maar daar is ander alternatiewe (Binney 1991, 1992). Dit lyk asof die Sparke- en Casertano-model misluk sodra die reaksie van die stralekrans op die presessie van die skyf in ag geneem word (Nelson en Tremaine, 1995 Dubinski en Kuijken, 1995). Kuijken (1997) kom tot die gevolgtrekking dat "miskien lê die antwoord in die magnetiese generasie van kromme" (Battaner, Florido en Sanchez-Saavedra 1990). Aan die ander kant, as skering 'n vervorming is van die deel van die skyf wat al swaartekragtig oorheers word deur die stralekrans, sou die vervorming van die skyf 'n gevolg wees van die afwyking van simmetrie in die stralekrans. Om skyfstoornisse wat in 'n perfekte, ongestoorde stralekrans ingebed is, te isoleer, is onrealisties. Baie ander voorstelle is gemaak om die vorm van die stralekrans te bestudeer, waarvan die meeste in die aangehaalde artikels deur Olling en in Ashman (1982) hersien word, maar daar is baie verskillende vorms gerapporteer (sien afdeling 3.4).

Daar is ook die moontlikheid dat 'n sigbare halokomponent waargeneem kon word (Sackett et al. 1994 Rausher et al. 1997), maar as gevolg van die moeilikheid om op hierdie flou vlakke te werk, moet hierdie bevinding nog bevestig word.

Baie ander outeurs stel voor dat die stralekrans baronies is, selfs al moet nuwe modelle van galaktiese vorming en evolusie ontwikkel word (de Paolis et al. 1997). Dit is deels gebaseer op die feit dat alle donker materie wat in sterrestelsels en trosse "waargeneem" word, slegs deur baroniese materie verantwoord kan word. Onder die interpretasie van de Paolis et al. (1995) kon klein digte wolke H 2 ook met donker materie geïdentifiseer word, en selfs verantwoordelik wees vir mikrolensering, maar in plaas daarvan om op die skyf versprei te word, sou dit in 'n sferiese stralekrans lê.


Teorie oor donker vloeistof

Farnes se nuwe teorie sê dat 95 persent van die kosmos bestaan ​​uit 'n 'donker vloeistof', en donker materie en donker energie is effektief albei 'simptome' van die onderliggende verskynsel. Dit kan albei goed beskryf, alhoewel dit 'n bietjie nommer-fudging van sy eie is.

Hierdie donker vloeistof moet negatiewe massa hê. Dit alleen klink na 'n sci-fi-konsep - hoe kan iets 'n massa van -1 kg hê? Maar volgens die fisika van Newton is dit heeltemal moontlik, hoewel hipoteties.

Iets wat 'n negatiewe massa het, sal 'n paar vreemde eienskappe hê. Ten eerste word kragte omgekeer, dus as jy 'n bal met 'n negatiewe massa sou druk, sou dit versnel in die rigting van u hand, in plaas van weg daarvan. Dit beteken ook dat dit 'n soort negatiewe swaartekrag vertoon wat ander materiaal afstoot in plaas daarvan om dit te lok.

As die kosmos gevul is met donker vloeistof, sou die negatiewe erns daarvan alles wegstoot van al die ander - presies die waargenome verskynsel wat donker energie uitgevind is om te verklaar. Intussen is dit nie die swaartekrag van 'n donker materie-glorie wat sterrestelsels bymekaar hou nie - dit is die negatiewe "druk" van die donker vloeistof wat hulle omring. Sterrestelsels van gereelde materie is basies borrels wat in 'n kosmologiese donker vloeistof dryf.


Hoeveel van u dink dat donker materie net 'n wanopvatting is?

Ek wil meer weet oor mense se gedagtes rakende die verwerping van donker materie as 'n paar nuwe onbekende dinge, eerder as wanopvattings van iets wat ons verkeerd gedink het.

Hieronder is basies 'n historiese benadering waarom ons in donker materie glo. Ek sal hierdie vraestel ook aanhaal vir die ernstige student wat meer wil lees of wat my aansprake op die literatuur wil nagaan.

In die vroeë dertigerjare het 'n Nederlandse wetenskaplike genaamd Jan Oort oorspronklik gevind dat daar voorwerpe in sterrestelsels is wat vinniger beweeg as die ontsnappingssnelheid van dieselfde sterrestelsels (gegewe die waargenome massa) en tot die gevolgtrekking gekom dat daar onwaarneembare massa moet wees wat hierdie voorwerpe vashou en gepubliseer het. sy teorie in 1932.

Bewyse 1: Voorwerpe in sterrestelsels beweeg dikwels vinniger as die ontsnappingssnelhede, maar ontsnap nie.

Zwicky, ook in die dertigerjare, het bevind dat sterrestelsels veel meer kinetiese energie het as wat deur die waargenome massa verklaar kon word, en tot die gevolgtrekking gekom dat daar 'n massa waargeneem moes word wat hy donker materie genoem het. (Zwicky het toe die term & quotdark saak & quot) geskep

Bewyse 2: Sterrestelsels het meer kinetiese energie as wat & quotnormal & quot materie alleen sou toelaat.

Vera Rubin het toe besluit om die sogenaamde & # x27rotation curves & # x27 van sterrestelsels te bestudeer en het hierdie plot gevind. Soos u kan sien, verskil die snelheid vanaf die middelpunt baie anders as wat voorspel word van die waargenome materie. Sy het tot die gevolgtrekking gekom dat iets soos Zwickey & # x27s voorgestel het dat donker materie nodig is om dit te verklaar.

Bewyse 3: Sterrestelsels draai anders as wat & quotnormal & quot saak alleen sou toelaat.

In 1979 het D. Walsh et al. was een van die eerstes om gravitasielensing op te spoor wat deur relatiwiteit voorgestel is. Een probleem: die hoeveelheid lig wat lens word, is veel groter as wat van die bekende waarneembare materie verwag sou word. As u egter die presiese hoeveelheid donker materie byvoeg wat die rotasiekurwes hierbo bevestig, kry u die presiese hoeveelheid verwagte gravitasie-lens.

Bewyse 4: Sterrestelsels buig lig wat groter is as wat & quotnormaal & quot saak alleen sou toelaat. En die benodigde & quotunseen & quot bedrag is presies dieselfde bedrag wat hierbo 1-3 opgelos word.

Teen hierdie tyd het mense donker materie ernstig opgeneem omdat daar onafhanklike maniere was om die nodige massa te verifieer.

MACHO's is voorgestel as oplossings (wat basies normale sterre is wat net van die aarde af moeg word om te sien), maar onlangse opnames het dit uitgesluit, want as ons sensitiwiteit vir hierdie voorwerpe toeneem, sien ons geen sterftes wat die probleem kan verklaar nie. .

Bewyse 5: Ons teleskope is beter as in die dertigerjare. En hoe beter ons lyk, dan is dit meer bevestig dat ongesiene en normale dinge nooit die probleem gaan oplos nie

Die verhouding van deuterium tot waterstof in die huidige heelal is bekend dat dit eweredig is aan die digtheid van die heelal. Daar is gevind dat die waargenome verhouding in die heelal strydig is met slegs waargenome materie. maar dit was presies wat voorspel is as jy dieselfde donker mater by sterrestelsels voeg as wat die groepe hierbo gedoen het.

Bewys 6: Die verhouding tussen deuterium en waterstof is heeltemal onafhanklik van die bewyse hierbo en bevestig tog dat presies dieselfde hoeveelheid & quotmissing & quot massa nodig is.

Die kosmiese mikrogolf agtergrond & # x27s kragspektrum is baie sensitief vir hoeveel materie in die heelal is. Soos hierdie plot hier toon, slegs as die waarneembare saak is

4% van die totale energiebegroting kan verduidelik word.

Bewys 7: Onafhanklik van alle waarnemings van sterre en sterrestelsels vra lig van die oerknal ook vir presies dieselfde hoeveelheid & quotmissing & quot massa.

Hierdie beeld is miskien moeilik om te verstaan, maar dit blyk dat ons die & kwotsvorm & quot kan kwantifiseer van hoe sterrestelsels met en sonder donker materie saamtrek. Die & quotsplotchiness & quot van die groepering van hierdie SDSS-prentjies stem ooreen met die voorspelling van die donker materie enigste.

Bewys 8: Onafhanklik van hoe sterrestelsels draai, die kinetiese energie, ensovoorts, is die vraag hoe hulle saamtrek. En waarnemings van groepering bevestig die noodsaaklikheid van vate met intermediêre donker materie & quot

Een van die mees mees oortuigende dinge was die koeëlgroep wat hier beskryf word. Ons het gesien hoe twee sterrestelsels bots waar die & waargeneemde materie 'n botsing ondergaan het, maar die swaartekraglens het onbelemmerd bly beweeg, wat ooreenstem met die oortuiging dat die meerderheid van die massa in 'n sterrestelsel 'n botsinglose donker materie is wat geen botsing met mekaar ervaar het nie, en deurgee deur die die grootste deel van die swaartekraglens daarmee.

Bewys 9: Wanneer sterrestelsels saamsmelt, kan ons letterlik die botsingslose donker materie deur gravitasielensing deur die ander kant sien.

In 2009 het Penny et al. het getoon dat donker materie nodig is om vinnige roterende sterrestelsels nie deur getykragte uitmekaar geruk te word nie. En natuurlik is die vereiste hoeveelheid presies dieselfde as wat elke ander probleem hierbo oplos.

Bewys 10: Sterrestelsels ervaar getykragte wat volgens basiese fisika hulle moet verskeur en tog bly dit stabiel. En die hoeveelheid ongesiene materiaal wat nodig is om hulle stabiel te hou, is presies wat nodig is vir al die ander dinge.

11. Daar is teenteorieë, maar soos Sean Carroll mooi doen, is dit om aan te toon hoe sleg die teorieë werk. Dit pas nie by al die data nie. Hulle is baie meer deurmekaar en ingewikkeld. Hulle word steeds vervals deur nuwe eksperimente. Ensovoorts

Inteendeel, die voorgestelde donker materie-model van Zwicky & # x27's in die dertigerjare het voortgegaan om alles wat ons waarneem foutloos te verklaar en te voorspel in verskeie generasies wetenskaplikes wat dit onafhanklik toets. Dus word donker materie algemeen geglo.

Bewyse 11: Teorieë oor donker materie bestaan ​​al meer as 80 jaar, en nie een alternatief kon selfs die meeste van die bogenoemde verklaar nie. Behalwe die oorspronklike teorie wat alles voorspel het.

Afsluiting: Kyk, ek weet dat mense om 'n hele aantal redes daarvan hou om skeptisisme oor donker materie uit te spreek, maar aan die einde van die dag het die vanieleteorieë oor donker materie letterlik tientalle toetse oor baie dekades heen geslaag. Baie onafhanklike toetse in verskillende navorsingsgroepe en generasies. So persoonlik dink ek dat ons amptelik 'n ryk betree het waar dit belangrik is vir almal om skepties te wees oor die bewering dat donker materie nie werklik is nie. Of die bewering dat wetenskaplikes nie weet wat hulle doen nie.

Wees ook skepties wanneer die onvermydelike media-artikel maand na maand verskyn en sê dat iemand donker materie & quotdebunked & quot & quot; want hul teorie verklaar een of ander rotasiekurwe uit die 1930's. Skepties, want rotasiekurwes is een van minstens 'n dosyn onafhanklike toetse, om nie te praat van 80 jaar se soliede voorspelbaarheid nie.

So daar gaan jy. Dit is 'n paar basiese redes om donker materie ernstig op te neem.


Nuwe bevindings oor die samestelling van die heelal kan navorsing veroorsaak

Nuwe areas van ekstragalaktiese studie kan blyk uit navorsing deur astrofisici van die Universiteit van Alabama in Huntsville (UAH) deur gebruik te maak van data van die Chandra-ruimteteleskoop om tot die gevolgtrekking te kom dat barione wat alle sigbare materie vorm - eenmaal vermoedelik ontbreek in trosse - in die verwagte verhoudings in groot, helder trosse.

Die nuwe navorsing het baie groot sterrestelselsgroepe bestudeer en tot die gevolgtrekking gekom dat dit inderdaad die hoeveelheid sigbare materie bevat wat as deel van die Big Bang Theory uitgewerk word. Die artikel is geskryf deur gegradueerde student David Landry met dr. Massimiliano (Max) Bonamente, medeprofessor in fisika van UAH, Paul Giles en Ben Maughan van die Universiteit van Bristol, Verenigde Koninkryk, en Marshall Joy van NASA Marshall Space Flight Centre. Dr. David Landry is nou 'n wetenskaplike by Corvid Technologies in Huntsville, Ala.

Die werk kan nuwe pogings aanwend om bevindings uit die vorige navorsing te verklaar dat sommige trosse 'n tekort aan barione het as wat verwag word. Die heelal bestaan ​​uit ongeveer 75 persent donker energie en 25 persent materie. Van die gedeelte wat materie is, is ongeveer 16 persent die bekende sigbare materie wat rondom ons is, en die oorblywende 84 persent is donker materie.

"Ons noem dit donker materie, want ons weet nie waaruit dit bestaan ​​nie, maar dit bestaan ​​uit 'n soort deeltjies en dit lyk nie asof dit sigbare energie uitstraal nie," het dr. Bonamente gesê. Saam vorm donker energie, donker materie en gewone baroniese materie 'n sirkeldiagram van die massa van die heelal, waar alles 100 persent moet uitmaak. 'Ons weet nie wat donker materie is nie,' het hy gesê, 'maar ons het die middele om die pastei aanmekaar te sit.'

Terwyl donker energie 'n afstootlike energie het, het donker materie en baroniese materie 'n aantreklike krag waar "alles graag saamklont" om sterre en planete en sterrestelsels te vorm, het dr. Bonamente gesê. Met behulp van x-strale het astrofisici ontdek dat daar 'n diffuse warm plasmagas is wat die ruimte tussen sterrestelsels vul.

"Basies is die ruimte tussen sterrestelsels gevul met hierdie warm plasma wat 100 miljoen grade in temperatuur het," het dr. Bonamente gesê. Omdat die gas so diffus is, het dit 'n baie lae hittevermoë. "Dit is asof ek hierdie vraag aan u gestel het: in wie wil u eerder 'n kokende koppie water steek, of 'n kamer wat tot 212 grade Fahrenheit verhit is? U kies die kamer omdat die temperatuur daarbinne diffuser is as wat dit in die gekonsentreerde beker water sou wees, en jy kan dit dus verdra. '

Waarom ontsnap die warm gas dan nie net nie? 'Dit word deur die swaartekrag aan die groep verbind,' het dr. Bonamente gesê. "Met warm gas kan u twee dinge doen. U kan die gewone materie meet, wat die barioninhoud is. En twee, aangesien die warm gas gebind is, kan u meet hoeveel materie dit sal benodig om die gas vas te hou en daarom sal u kan vertel hoeveel donker materie daar is. 'Daar is skielik iets wonderliks ​​aan die warm gasse,' het hy gesê. 'Jy kan jou koek ook eet en eet.'

Teoreties moet die heelal dieselfde verhoudings van sigbare en donker materie bevat, ongeag waar dit gemonster word. Deur kosmiese mikrogolfbestralingslesings te gebruik, was astrofisici in staat om 'n soort forensiese medisyne uit die verlede van die heelal te doen, en die bevinding het getoon hoe groot dit was by die Oerknal of kort daarna.

"Omdat dit in die oerknal begin het, moet die verhouding voortduur," het dr. Bonamente gesê. "Dit is asof ek met 'n skeppie na die oseaan gaan. Die skeppie water wat ek kry, moet dieselfde soutkonsentrasie hê as die res van die oseaan, maak nie saak waar ek dit kry nie."

Maar vorige navorsing het aangedui dat sommige trosse 'n tekort het aan die verwagte persentasie barione, wat die vraag stel waar hulle was.

"Sedert onlangs het mense geglo dat trosse minder as 16 persent van die barione het, so daar was ontbrekende barione," het dr. Bonamente gesê. "Ons het nee gesê, hulle is daar. Hoe het ons trosse met hierdie korrekte verhouding gevind? Ons het die helderste bestudeer omdat hulle meer massa het en meer barione behou."

Die bevindinge kan nuwe terreine vir ondersoeke openbaar waarom die tekorte in barione in vorige navorsing aangeteken is. Dr Bonamente stel een teorie voor. 'Ons weet dat sommige kleiner trosse laer konsentrasies barione het as die groter,' het hy gesê. As gevolg van swakker gravitasiekragte, het die warm gasse op soortgelyke wyse ontsnap as planete wat geen atmosfeer het nie. "Miskien kan die gas gebind word, maar miskien kan 'n bietjie wegvlieg as daar net nie genoeg swaartekrag is nie."

Vir verdere studies oor kleiner trosse sien dr. Bonamente uit na die aankoms van die nuwe fakulteitslid, dr. Ming Sun, voorheen aan die Universiteit van Virginia, wat 'n kenner is van groepe met minder as 16 persent barione.

"Ek is opgewonde dat Ming besluit het om by ons navorsingsgroep aan te sluit," sê dr. Bonamente. "Met hom aan boord is UAH gereed om voort te gaan om ontdekkings te maak oor die samestelling van die heelal, en dit is die mees opwindende vraag om dit te beantwoord. Ek kan aan dink. '


Onsigbare deeltjies

Iets anders is tydens die oerknal geskep: donker materie. "Maar ons kan nie sê watter vorm dit aangeneem het nie, want ons het die deeltjies nie opgespoor nie," het Bahcall aan WordsSideKick gesê.

Donker materie kan nie direk waargeneem word nie, mdash nog en mdash, maar die vingerafdrukke daarvan word bewaar in die eerste lig van die heelal, of die kosmiese mikrogolf-agtergrondstraling (CMB), as klein skommelinge in straling, het Bahcall gesê. Wetenskaplikes het die eerste keer in die dertigerjare die bestaan ​​van donker materie voorgestel en teoretiseer dat die ongesiene trek van donker materie die vinnig bewegende sterrestelsels moet wees. Dekades later, in die 1970's, het die Amerikaanse sterrekundige Vera Rubin meer indirek gevind bewyse van donker materie in die vinniger as verwagte rotasiesnelhede van sterre.

Op grond van Rubin se bevindings het astrofisici bereken dat donker materie en mdash, alhoewel dit nie gesien of gemeet kon word nie, 'n beduidende deel van die heelal moet uitmaak. Maar ongeveer twintig jaar gelede het wetenskaplikes ontdek dat die heelal iets vreemder as donker energie bevat, wat vermoedelik aansienlik meer voorkom as materie of donker materie. [Galery: Dark Matter Throughout the Universe]


Materie en energie vertel ruimtetyd hoe om te wees: donker swaartekrag

Is swaartekrag fundamenteel of opkomend? Elektromagnetisme is een voorbeeld van 'n fundamentele krag. Termodinamika is 'n voorbeeld van opkomende, statistiese gedrag.

Newton het swaartekrag gesien as 'n geheimsinnige krag wat op 'n afstand tussen twee voorwerpe werk, wat die bekende omgekeerde vierkantige wet gehoorsaam en plaasvind in 'n ruimtelike tyd wat onbuigsaam was, en met 'n enkele verwysingsraamwerk.

Einstein kyk na die aard van ruimte en tyd en besef dat dit soepel is. Tog is algemene relatiwiteit steeds 'n klassieke teorie, sonder kwantumgedrag. En dit veronderstel 'n deurlopende stof vir ruimte.

Soos John Wheeler gesê het, “ruimtetyd vertel saak hoe om materie te verskuif vertel ruimtetyd hoe om te buig”. Nou het Wheeler goed geweet dat nie net saak nie, maar ook energie, ruimtetyd krom.

'N Beskeie voorstel: keer Wheeler se sin uit. En veralgemeen dit dan. Materie en energie vertel die ruimtetyd hoe om te wees.

Wat is meer fundamenteel? Saak of ruimtetyd?

Kwantumteorieë oor swaartekrag poog om die bekende kwantumvelde met swaartekrag te koppel, en daar word verwag dat tyd en ruimte op die uiters klein Planck-skale hul deurlopende aard verloor.

In die fisika word ruimte en tyd gewoonlik as deurlopende agtergronde beskou.

Maar sê nou ruimte is glad nie fundamenteel nie? Wat as tyd nie fundamenteel is nie? Dit is nie moeilik om tyd te beskou as bloot 'n ordening van gebeure nie. Maar ruimte en tyd is tot 'n mate uitruilbaar, soos Einstein met spesiale relatiwiteit getoon het.

So, wat van die ruimte? Is dit net ons wat liniale tussen voorwerpe, tussen massas plaas?

Deeltjiefisici kom toenemend tot die mening dat ruimte en tyd is opkomend. Nie fundamenteel nie.

As dit opkom, waaruit? Die konsep is dat deeltjies en kwantumvelde, vir die saak, met mekaar verstrengel is. Hul mikroskopiese kwantumtoestande is gekorreleer. Die verskynsel van kwantumverstrengeling is in die laboratorium bestudeer en is goed bewys.

Chinese wetenskaplikes het selfs, net verlede jaar, kwantumverstrengeling van fotone oor 'n satellietopstelling getoon met 'n totale pad van meer as 1200 kilometer.

Kwantumverstrengeling word dus die draad wat die natuur gebruik om die weefsel van die ruimte aanmekaar te stik. En namate die mate van kwantumverstrengeling verander, verander die plaaslike kromming van die stof. Namate die kromming verander, volg materie verskillende weë. En dit is swaartekrag in aksie.

Newton se wette is 'n benadering van algemene relatiwiteit vir die geval van klein versnellings. Maar as ruimte nie 'n deurlopende stof is nie en die gevolg is van kwantumverstrengeling, kan Newton-dinamika en algemene relatiwiteit vir baie klein versnellings (in 'n sub-Newtoniaanse reeks) onvolledig wees.

Die verband tussen swaartekrag en termodinamika bestaan ​​al vier dekades deur navorsing oor swart gate en deur snaarteorie. Jacob Bekenstein en Stephen Hawking het vasgestel dat 'n swart gat entropie besit wat eweredig is aan die oppervlakte gedeel deur die gravitasiekonstante G. Hierdie gebiedsreg-entropie-benadering kan gebruik word om algemene relatiwiteit af te lei soos Ted Jacobson in 1995 gedoen het.

Maar dit kan wees dat die veronderstelde gebiedsregkomponent onvoldoende is volgens Erik Verlinde se nuwe ontluikende swaartekraghipotese; daar is ook 'n volumewetkomponent vir entropie, wat oorweeg moet word as gevolg van donker energie en wanneer versnellings baie laag is.

Ons het wenke gehad oor hierdie onvolledige beskrywing van swaartekrag in die snelheidsmetings wat gedurende die afgelope agt dekades aan die buitewyke van sterrestelsels gedoen is. Hoër snelhede as wat verwag is, word gesien, wat 'n hoër versnelling van sterre en gas weerspieël as wat Newton (of Einstein) sou voorspel. Ons kan hierdie donker swaartekrag noem.

Hierdie donker swaartekrag kan nou die gevolg wees van donker materie. Of dit kan net gewysigde swaartekrag verander, met ekstra swaartekrag bo wat ons verwag het.

Sedert die werk van Mordehai Milgrom in die 1980's word verstaan ​​dat die oortollige snelhede wat waargeneem word, beter gekorreleer word met ekstra versnelling as met die afstand vanaf die galaktiese middelpunt.

Stacey McGaugh en medewerkers het 'n baie noue verband getoon tussen die waargenome versnellings en die verwagte versnelling van Newton, soos ek in 'n vorige blog hier bespreek het. Die ekstra versnelling begin 'n paar keer meter per sekonde per sekonde (m / s²).

Dit is agterdogtig naby aan die snelheid van die lig gedeel deur die ouderdom van die heelal! Dit is ongeveer m / s².

Hoekom moet dit wees? Die massa / energiedigtheid (massa sowel as energie dra by tot swaartekrag) van die heelal word vandag oorheers deur donker energie.

Die kanonieke kosmologiese model het 70% donker energie, 25% donker materie en 5% gewone materie. In werklikheid as daar geen donker materie, net donker swaartekrag of donker versnelling is nie, kan dit meer wees as 'n verdeling van 95% en 5% tussen donker energie en (gewone) materiaalkomponente.

'N Homogene heelal wat slegs bestaan ​​uit donker energie in die algemene relatiwiteit, staan ​​bekend as 'n de Sitter (dS) heelal. Ons heelal is tans 'n dS-heelal wat met materie gesout is.

Dan moet ons vra hoe swaartekrag optree in domeine wat deur donker energie beïnvloed word? Anders as gewone materie, is donker energie op die grootste skale baie uniform. Dit dryf 'n versnelde uitbreiding van die heelal (die weefsel van ruimtetyd!) En sleep die gewone materie daarmee saam.

Maar waar die digtheid van gewone materie hoog is, word donker energie ontruim. 'N Ironiese gedagte, aangesien donker energie as vakuumenergie beskou word. Maar waar daar baie materie is, word die vakuum eenkant toe geskuif.

Die algemene konsep was wat Erik Verlinde in 2016 gebruik het om 'n ekstra versnellingsformule te ontleen. Hy het 'n ontluikende, entropiese swaartekrag as gevolg van gewone materie en ook as gevolg van die wisselwerking tussen donker energie en gewone materie gemodelleer. Hy het die donker energie gemodelleer om te reageer soos 'n elastiese medium wanneer dit binne die omgewing van materie verplaas word. Met behulp van hierdie analogie met elastisiteit het hy 'n ekstra versnelling afgelei as eweredig aan die vierkantswortel van die produk van die gewone Newton-versnelling en 'n term wat verband hou met die snelheid van die lig gedeel deur die ouderdom van die heelal. Dit lei tot 'n 1 / r-kragwet vir die ekstra komponent, aangesien Newtonse versnelling 1 / r² is.

Verlinde se donker swaartekrag hang af van die vierkantswortel van die produk van 'n kenmerkende versnelling a0 en gewone Newtonse (baroniese) swaartekrag, gB

Die idee is dat die elastiese, donker energiemedium ontspan oor 'n kosmologiese tydskaal. Materie verplaas energie en entropie vanaf hierdie medium, en daar is 'n terugreaksie van die donker energie op materie wat uitgedruk word as 'n volume-wet-entropie. Verlinde is in staat om aan te toon dat hierdie wisselwerking tussen materie en donker energie juis lei tot die kenmerkende versnelling, waar H die Hubble-uitbreidingsparameter is en gelyk is aan een ouer as die ouderdom van die heelal vir 'n dS-heelal. Dit blyk die regte waarde van net meer as m / s² te wees wat ooreenstem met waarnemings.

In ons sonnestelsel, en wel in die sentrale streke van sterrestelsels, sien ons swaartekrag as die wisselwerking tussen gewone materie en ander gewone materie. Ons is nie gewoond aan hierdie ander dans nie.

Swaartekragterreine

Swart gate, neutronsterre

Die tabel hierbo gee 'n samevatting van drie terreine vir swaartekrag: algemene relatiwiteit, Newtoniaanse en donker swaartekrag, wat laasgenoemde met baie lae versnellings ontstaan. Ons bereken die swaartekrag altyd verkeerd! Gewoonlik, soos in ons sonnestelsel, maak dit glad nie saak nie. Byvoorbeeld, op die Aarde se oppervlak is swaartekrag 11 orde groter as die baie lae versnellingsdomein waar die ekstra term inskop.

Onlangs het Alexander Peach, 'n onderwyser in fisika aan die Durham Universiteit, 'n ander invalshoek ingeneem op grond van Verlinde se oorspronklike, en baie eenvoudiger, uiteensetting van sy opkomende swaartekragteorie in sy referaat uit 2010. Hy lei 'n ekwivalente resultaat aan Verlinde's op 'n manier wat ek glo makliker verstaanbaar is. Hy neem aan dat holografie (die aanname dat die hele entropie as gebiedsregtropie op 'n bolvormige skerm rondom die massa bereken kan word) op 'n sekere lengteskaal afbreek. Om die effek van donker energie in Verlinde se nuwe hipotese na te boots, voeg Peach 'n volume wet bydrae tot entropie toe wat kompeteer met die holografiese gebiedswet op hierdie sekere lengte skaal. En hy eindig met dieselfde resultaat, 'n ekstra 1 / r entropiese krag wat bygevoeg moet word vir korrektheid in baie lae versnellingsdomeine.

In figuur 2 (hierbo) uit Peach se referaat bespreek hy 'n toetsdeeltjie wat geleë is buite 'n kritieke radius waarvoor ook volumewetropie in ag geneem moet word. Wel binne (getoon in b) die donker energie word ten volle verplaas deur die aanloksmassa wat by die oorsprong geleë is en die area-regs-entropie-berekening is akkuraat (aangedui deur die skadu-oppervlak). Buiten die donker energie is effek belangrik, die holografiese skermbenadering word afgebreek en die volume entropie moet ingesluit word in die bydrae tot die opkomende gravitasiekrag (getoon in c). Dit is hierdie volume entropie wat 'n addisionele 1 / r-term vir die gravitasiekrag bied.

Perske maak die aanname dat die groot- en grensstelsels in termiese ewewig is. Die grootste deel is die bron van volume-entropie. In sy gedagte-eksperiment modelleer hy 'n enkele bietjie inligting wat ooreenstem met die toetsdeeltjie wat een Compton-golflengte van die skerm af is, net soos Verlinde aanvanklik gedoen het in sy beskrywing van die opkomende Newtonse swaartekrag in 2010. Die Compton-golflengte is gelyk aan die golflengte van 'n foton sou hê as die energie daarvan gelyk is aan die res-massa-energie van die toetsdeeltjie. Dit kwantifiseer die beperking om die posisie van 'n deeltjie te meet.

Dan kan die verandering in grensentropie verband hou met die klein verplasing van die deeltjie. As ons aanneem dat termiese ewewig en ekwivalensie binne elke stelsel en die eerste wet van die termodinamika aanneem, kan die ekstra entropiese krag bepaal word as gelyk aan die Newtoniaanse formule, maar vervang een van die r-terme in die noemer deur.

Om te verstaan, is dit vir 'n gegewe stelsel die radius waarteen die ekstra swaartekrag gelyk is aan die Newtonse berekening, met ander woorde, swaartekrag is net twee keer so sterk as wat op daardie plek verwag sou word. Op sy beurt kan dit teruggevoer word na die feit dat dit per definisie die lengteskaal is waarbinne die volumewet die holografiese gebiedsreg oorweldig.

Dit is dus die afstand waarop die Newtonse swaartekrag alleen daal tot ongeveer m / s², dit wil sê vir 'n gegewe stelsel.

Dus gebruik Peach en Verlinde twee verskillende metodes, maar met konsekwente aannames om 'n donker gravitasieterm te modelleer wat volg op 'n 1 / r-kragwet. En dit begin ongeveer m / s².

Die bestanddele wat deur Peach se opstelling bekendgestel word, kan voldoende wees om 'n kovariante teorie af te lei, wat 'n gewysigde weergawe van algemene relatiwiteit sal meebring wat nuwe velde bekendstel, wat nuwe interaksies met gewone materie kan hê. Dit kan meer besonderhede toevoeg tot die verhaal van kovariante opkomende swaartekrag wat reeds deur Hossenfelder (2017) oorweeg is, en dit moontlik maak vir verdere fenomenologiese toetsing van opkomende donker swaartekrag. Tans is dit nie duidelik hoe die ekstra grade van vryheid in die covariant weergawe van Peach se model moet lyk nie. Dit kan wees dat Verlinde se bekendstelling van elastiese veranderlikes die enigste sinvolle opsie is, of dit kan een van verskeie konsekwente keuses wees.

Met Peach se werk het fisici nog 'n stap geneem om die donker swaartekrag te verstaan ​​en te modelleer op 'n manier wat die behoefte aan donker materie om die heelal te verklaar, vermy.

Ons sluit af met nog een van John Wheeler se woorde:

'Die enigste ding wat moeiliker is om te verstaan ​​as 'n wet van statistiese oorsprong, is 'n wet wat nie van statistiese oorsprong is nie, want dan is daar geen manier waarop dit - of die voorvaderbeginsels - kan ontstaan ​​nie. Aan die ander kant, as ons elkeen van die wette van die fisika beskou - en geen wette is meer pragtig of beter getoets word nie - soos statisties van onder, kan ons uiteindelik die idee van 'n wet laat vaar wat voortduur vanaf ewig tot ewig. '

Dit is 'n plesier om Alexander Peach te bedank vir sy kommentaar op en bydraes tot hierdie artikel.

https://arxiv.org/abs/gr-qc/9504004 “Termodinamika van ruimtetyd: die Einstein-vergelyking van die staat” 1995, Ted Jacobson

https://arxiv.org/pdf/1806.10195.pdf “Emergent Dark Gravity from (Non) Holographic Screens” 2018, Alexander Peach

https://arxiv.org/pdf/1703.01415.pdf “A Covariant Version of Verlinde & # 8217s Emergent Gravity” Sabine Hossenfelder


Het LIGO Dark Matter opgespoor?

Daar is dikwels gesê, ook deur my, dat een van die mees intrigerende aspekte van donker materie is dat ons die beste huidige bewyse vir fisika bied, behalwe die kernteorie (algemene relatiwiteit plus die standaardmodel van deeltjiefisika). Die basis van die bewering is dat ons goeie bewyse het uit ten minste twee fronte en # 8212 oerknal-nukleosintese, en versteurings in die kosmiese mikrogolfagtergrond & # 8212 dat die totale digtheid van materie in die heelal veel groter is as die digtheid van & # 8220gewoon & # 8221 maak saak soos ons in die standaardmodel vind.

Daar is een belangrike leemte in hierdie idee. Die kernteorie bevat nie net die standaardmodel nie, maar ook swaartekrag. Gravitons self kan & # 8217; t die donker materie & # 8212 hulle massless deeltjies, beweeg teen die snelheid van die lig, terwyl ons weet uit die gevolge daarvan op sterrestelsels dat donker materie & # 8220cold & # 8221 (beweeg stadig in vergelyking met lig). Maar daar is massiewe, stadig bewegende voorwerpe wat van & # 8220pure swaartekrag, & # 8221 gemaak is, naamlik swart gate. Kan swart gate die donker materie wees?

Dit hang af. Die beperkings van die nukleosintese impliseer byvoorbeeld dat die donker materie nog nie van gewone deeltjies gemaak was teen die tyd dat die heelal 'n minuut oud was nie. U kan dus nie 'n heelal met net gewone materie hê nie en dan op klein tye swart-gat-donker-materie vorm (soos ineenstortende sterre). Wat u kan doen, is om u voor te stel dat die swart gate daar was van die begin af & # 8212 dat hulle oorspronklik was. Die aanvang van swart gate is nie die mees natuurlike ding in die wêreld nie, maar daar is maniere om dit te laat gebeur, soos om baie sterk digtheidstoornisse op relatiewe klein skale te hê (in teenstelling met die baie swak digtheidstoornisse wat ons in die heelal sien) groot skale).

Onlangs was daar natuurlik swart gate in die nuus toe LIGO swaartekraggolwe bespeur uit die inspirasie van twee swart gate van ongeveer 30 sonmassas elk. Dit laat 'n interessante vraag ontstaan, ten minste as u slim genoeg is om die stukke bymekaar te sit: kan die donker materie bestaan ​​uit oer-swart gate van ongeveer 30 sonmassas, en kon twee daarvan bymekaar gekom het om die LIGO-sein te produseer? (Die vraag is dus nie, & # 8220As die swart gate van donker materie gemaak? & # 8221, is dit & # 8217s & # 8220Is die donker materiaal van swart gate gemaak? & # 8221)

Hierdie idee is pas in 'n nuwe referaat van Bird et al ondersoek:

Het LIGO donker materie opgespoor?

Simeon Bird, Ilias Cholis, Julian B. Muñoz, Yacine Ali-Haïmoud, Marc Kamionkowski, Ely D. Kovetz, Alvise Raccanelli, Adam G. Riess

Ons beskou die moontlikheid dat die swartgat (BH) binêre wat deur LIGO opgespoor word, 'n handtekening van donker materie kan wees. Interessant genoeg, daar is 'n venster vir die massa 10M≲Mbh≲100M waar oer-swart gate (PBH's) die donker materie kan vorm. As twee BH's in 'n galaktiese halo voldoende naby verbygaan, kan hulle genoeg energie in gravitasiegolwe uitstraal om swaartekraggebonde te word. Die gebonde BH's sal dan vinnig na binne spiraal as gevolg van swaartekragstraling en uiteindelik saamsmelt. Onsekerhede in die tempo van sulke gebeurtenisse spruit uit ons onakkurate kennis van die fase-ruimtestruktuur van galaktiese stralekrans op die kleinste skaal. Nogtans strek redelike beramings oor 'n reeks wat die 2−53 Gpc -3 jr -1 koers oorskry wat geskat word vanaf GW150914, wat die moontlikheid verhoog dat LIGO PBH-donker materie opgespoor het. PBH-samesmeltings sal waarskynlik ruimtelik meer soos donker materie as ligstowwe versprei word en het geen optiese of neutrino-eweknieë nie. Hulle kan onderskei word van samesmeltings van BH's van meer tradisionele astrofisiese bronne deur die waargenome massaspektrum, hul hoë elliptiese of hul stogastiese swaartekraggolfagtergrond. Volgende generasie eksperimente sal van onskatbare waarde wees om hierdie toetse uit te voer.

Gegewe hierdie interessante idee, is daar 'n paar dinge wat u kan doen. Eerstens wil u natuurlik seker maak dat dit nie deur ander gegewens uitgesluit word nie. Dit blyk 'n baie interessante vraag te wees, want daar is goeie perke op die massa wat toegelaat word vir oer-swartgat donker materie, van dinge soos swaartekrag-mikrolensering en die feit dat voldoende massiewe voorwerpe die wentelbane van wye binêre sterre sou ontwrig. Die outeurs beweer (en haal die artikels aan), dat 30 sonmassas styf binne die waardeversameling val nie uitgesluit deur die data.

Die ander ding wat u graag wil doen, is om uit te vind hoeveel samesmeltings, soos die wat LIGO gesien het, in so 'n scenario verwag moet word. Onthou, dit lyk asof LIGO gelukkig is deur so 'n groot mooi gebeurtenis reg buite die hek te sien & # 8212 die gedagte was dat die meeste waarneembare seine van relatief benarde neutronster / neutronster-samesmelting sou wees, nie van sulke glorieryk massiewe swart nie. gate.

Die verwagte koers van sulke samesmeltings, onder die aanname dat die donker materie uit sulke groot swart gate bestaan, is nie maklik te skat nie, maar die skrywers doen hul bes en kom met 'n syfer van ongeveer 5 samesmeltings per kubieke gigaparsek per jaar . U kan dan vra wat die koers moet wees as LIGO nie gelukkig is nie, maar bloot iets waarneem wat die heeltyd gebeur, en die antwoord is opmerklik tussen 2 en 50 per kubieke gigaparsek per jaar. Die getalle is sinvol!

Die scenario sou nogal merkwaardig en betekenisvol wees as dit reg blyk te wees. Goeie nuus: ons het daardie donker saak gevind! Slegte nuus: die hoop sou aansienlik verdof om nuwe deeltjies te vind by energieë wat toeganklik is vir deeltjieversnellers. Die kernteorie sou nog meer triomfantlik blyk te wees as wat ons geglo het.

Gelukkig is daar maniere om die idee te toets. As gebeure soos dié wat LIGO gesien het, uit swart gate van donker materie kom, is daar geen rede vir hulle om met sterre geassosieer te word nie. Hulle sou deur die ruimte versprei word soos donker materie eerder as wat gewone materie is, en ons sou nie verwag om baie sigbare elektromagnetiese eweknie-gebeure te sien nie (soos ons sou doen as die swart gate deur gas en stof omring was).

Ons sal sien. Dit is 'n gewilde truïsme, veral onder swaartekrag-entoesiaste, dat ons elke keer as ons op 'n nuwe manier na die heelal kyk, iets sien wat ons nie verwag het nie. As die LIGO-swart gate die donker materie van die heelal is, sou dit inderdaad 'n understatement wees.


Inleiding

Kandidate vir donker materie (DM) moet buite die standaardmodel (SM) deeltjies wees, neutraal en stabiel. Omdat hulle tot dusver nie opgespoor het nie, moet hulle klein interaksies met SM-deeltjies hê. Dit sou selfs moontlik wees dat hulle slegs swaartekrag interaksie het.

'N Moontlike produksiemeganisme vir DM-deeltjies, wat in die vroeë heelal plaasvind, is deur verdamping [1] van oer-swart gate (BH's), met massas in die wye reeks (10 ​​^ <-5> ) - (10 ​​^ 9 ) g. In hierdie geval word alle deeltjies met 'n massa onder die Hawking-temperatuur van die BH vrygestel, met gewigte eenvoudig gegee deur hul aantal vryheidsgrade (DOF). Daar is voorgestel dat die deeltjies wat deur die verdampingsmeganisme geproduseer word, verantwoordelik kan wees vir die oormaat barione bo anti-barione [2, 3], vir die waargenome oorvloed van donker materie [4,5,6] en, indien voldoende lig, ook vir donker bestraling [5, 7,8,9]. Afgesien van die geval van gravitino-produksie [10, 11], is die oer-BH-digtheid by die vorming vir die reeks (10 ​​^ <-5> ) - (10 ​​^ 9 ) g tans onbeperk, soos hersien, vir byvoorbeeld in Verw. [12]. Verw. [13] (sien ook Verw. [14]) lei 'n boonste grens van die fraksie van die heelal wat in oorspronklike BH's ineengestort het, in hierdie baie massa-reeks van moontlike terugreaksie-gravitasiegolwe van primêre BH's. Verw. [15] beskou beperkings op DM-deeltjies wat gelaai word onder 'n verborge maatgroep.

Afhangend van die fraksie van oer-BH's by die vorming met betrekking tot straling ( beta ), is daar die moontlikheid dat die heelal BH gedomineer is voor die ontwyking van die BH's [4, 16, 17]: na hierdie situasie word verwys as BH oorheersing. Die geval waarin die BH's verdamp voordat hulle die energie-inhoud van die heelal oorheers, word stralingsheerskappy genoem.

Fujita et al. [4] bereken die bydrae tot DM deur oer-BH verdamping in nuwe deeltjies buite die SM: hulle het gevind dat 'n beduidende bydrae tot DM kan kom van stabiele deeltjies wat óf super-swaar óf lig is, dit wil sê met massas in die MeV-reeks. In die ligte geval sou DM-kandidate warm wees, terwyl hulle in die baie swaar geval koud sou wees. Die gebruik van die warm DM-snelheidsbeperkings wat destyds beskikbaar was [18], verwys. [4] het eers ook die onderste grense vir die massa van die ligte DM-kandidate bespreek, met behulp van 'n orde van grootte-grootte, hoofsaaklik gebaseer op die meetkundige optiese benadering vir Hawking-straling. Hierdie benadering ignoreer die onderdrukking van lae-energie in die grysliggaamfaktore [19, 20], en redelik goed met die geval waarin die warm DM-kandidaat (s = 0 ) het, maar ontbreek om die geval van verskillende draaie weer te gee. Vir 'n opgedateerde aanbieding van hierdie argument, sien [21, 22].

'N Meer gesofistikeerde analise is deur Lennon et al. [5]. Hulle het ook die meetkundige optiese benadering aangeneem, maar die rooiverskuiwingseffek in die berekening van die momentumverspreiding van die vrygestelde deeltjies ingesluit. Hulle resultaat is 'n skatting van die aantal deeltjies wat nog relatiwisties is, met 'n spinafhanklikheid wat weer ingestel word a posteriori en gebaseer op greybody-faktore afgelei van die ouer literatuur [20, 23]. As 'n grof-en-klaar-maatstaf vir suksesvolle struktuurvorming, stel hulle dat wanneer die temperatuur van die heelal onder 1 keV daal (in welke stadium die horisonmassa ongeveer (10 ​​^ 9 ) sonmassa is), minder as ( 10 \% ) van die DM is relativisties. Die resultaat van hierdie vernuftige, maar redelik arbitrêre argument is dat, vir BH-oorheersing, warm DM-kandidate met (s le 1 ) uitgesluit word, diegene met (s = 3/2 ) word marginaal toegelaat, terwyl diegene met (s = 2 ) naïef oorleef. Opsomming, vir die laer draaiwaardes (sê (s = 0,1 / 2,1 )), is die orde van die grootte van Ref. [4] is bevestig deur Verw. [5], maar laasgenoemde analise was egter nie heeltemal deurslaggewend vir die hoër draaie nie ( (s = 3 / 2,2 )).

Die meer onlangse ontleding van Baldes et al. [22] gaan 'n stap verder. Soos voorgestel in [5], sluit dit die rooiverskuiwingseffek in die momentumverspreiding van die vrygestelde deeltjies by verdamping af en lei die verwante fase-ruimteverdeling as 'n inset vir die Boltzmann-kode KLAS [24,25,26]. Laasgenoemde laat toe om die materiaalkragspektrum vir warm DM uit oorspronklike BH's te haal en dit danksy die oordragfunksie met die standaard koue DM-geval te vergelyk. Dit stel warm DM in aanraking met primêre BH's deur gebruik te maak van die struktuurvormingsgrense van Lyman-data wat reeds afgelei is vir die bekende geval van DM-termiese oorblyfsels. Die ontleding van Verw. [22] maak egter staat op die benadering van meetkundige optika en lewer in die besonder slegs kwantitatiewe resultate vir die (s = 1/2 ) geval, wat ooreenstem met vorige skatting van die orde van grootte [4, 21], ook gebaseer op die meetkundige optiese benadering. Die geval vir die hoër draaie kon dus nie kwantitatief uitgeklaar word nie (afgesien van 'n kwalitatiewe vermelding van die grysliggaam-effekte in bylaag A van Verw. [22]) met betrekking tot die resultate van Verw. [5].

Vanweë die huidige gebrek aan robuuste resultate oor die lot van warm DM-kandidate met hoë spinwaardes, dink ons ​​dit sal nuttig en tydig wees om 'n toegewyde studie te doen. Die doel van hierdie werk is juis om 'n volledige en bygewerkte studie te gee oor die lewensvatbaarheid van warm DM-kandidate uit die verdamping van primêre BH's.

Om die greybody-faktore wat met die verskillende draaie verband hou, numeries te kan verantwoord, gebruik ons ​​die onlangs ontwikkelde en openbaar beskikbaar kode BlackHawk [27]. Ons vergelyk ook die numeriese resultate van BlackHawk met die analitiese wat afgelei word in die meetkundige optiese benadering. Met inagneming van die rooiverskuiwingseffekte soos voorgestel in Verw. [5] bestudeer ons die impak op struktuurvorming deur die oordragfunksie met KLAS te bereken, soos voorgestel in Verw. [22]. Ons verkry die oordragfunksie vir alle draaiwaardes en vind dat, as ons aanvaar dat BH-oorheersing, die scenario van warm DM van oer-BH's uitgesluit is vir alle draaie en vir alle BH-massas in die reeks (10 ​​^ <-5> ) - (10 ^ 9 ) g. Ons resultate vir die geval (s = 0 ) stem ooreen met vorige ramings van grootte-grootte [4, 21]. Vir bestralingsoorheersing lei ons die boonste perke op ( beta ) (of, gelykstaande aan die warm DM-massa) vir die verskillende warm DM-draaiings. Vir die geval (s = 1/2 ) (die enigste waarvoor die vergelyking moontlik is), vind ons konseptuele verskille ten opsigte van die resultate van Verw. [22], maar wesenlike numeriese ooreenkoms.

In hierdie werk beskou ons BH verdamping as die enigste produksiemeganisme. Die gevolge van die voorsiening van ander produksiemeganismes is onlangs in ref. [28] en [29, 30]. Vir 'n gemengde model van DM-produksie, verwys Ref. [28] het bewys dat 'n oer-BH-oorheersende periode van DM-skepping deur verdamping nie die oorvloed wat vandag waargeneem word, kan verklaar nie. Vir 'n opgedateerde ontleding van die moontlikheid dat die materie-antimaterie-asimmetrie te wyte is aan deeltjies wat deur primêre BH's verdamping geproduseer word, verwys ons die belangstellende leser na verwysing Ref. [31] vir GUT-baryogenese en aan Verw. [32] vir leptogenese. DM en baryogenese in die geval van stabiele oorblyfsels van termiese 2-2-gate is in Ref. [33].

Die vraestel is soos volg georganiseer. In Afdeling. 2 stel ons ons notasie bekend en hersien basiese idees oor die vorming en verdamping van oer-BH's. In Afdeling. 3 bespreek ons ​​die oombliklike primêre spektrum vir die vrygestelde deeltjies. In Afdeling. 4 bespreek ons ​​die dinamika van die oer-BH-oorvloed. Afdeling. 5 handel oor die momentumverspreiding by verdamping en sekte. 6 met die berekening van die DM-fase ruimteverdeling. Die berekening van die DM-oorvloed en die impak op struktuurvorming word in Sekte aangebied. 7 en 8 onderskeidelik. Die bespreking van die resultate en ons gevolgtrekkings word in Afdeling aangebied. 9.

Om ons formules vir dimensionele analise en numeriese berekeninge beter te kan beheer, gebruik ons ​​nie natuurlike eenhede nie.


Waarom maak donker materie saak?

Hierdie week - die geheimsinnige dinge wat nou deur u gaan en dit hou die sterrestelsel letterlik bymekaar. maar ons het geen idee wat dit is nie. Ons praat met die wetenskaplikes om dit uit te vind. Plus in die nuus, die 100 jaar oue tegnologie wat ons help om infeksies te bestry wat ons tans nie kan behandel nie. En bewyse dat perdebye dinge kan vergroot.

In hierdie episode

00:60 - Fage behandel antibiotika-weerstandige bakterieë

Fage behandel bakterieë wat bestand is teen antibiotika met Graham Hatfull, Universiteit van Pittsburgh

'N Tegnologie wat ongeveer 'n eeu gelede 'n pionier gehad het - maar dan grotendeels laat vaar is met die koms van antibiotika - het 'n skoot in die arm gekry en die lewe van 'n pasiënt in Great Ormondstraat gered, danksy moderne tegnologie. Dit is 'faagterapie' - die gebruik van virusse wat bakterieë doodmaak - om infeksies te beveg. Chris Smith het met Graham Hatfull van die Universiteit van Pittsburgh gesels.

Graham - Die opskrif is dat ons bakteriofage gebruik het om 'n pasiënt met 'n infeksie met 'n baie nare antibiotika-weerstandige organisme te behandel. Kollegas van ons in die Great Ormond Street-hospitaal in Londen, hulle het pasiënte gehad wat sistiese fibrose gehad het, het 'n dubbele longoorplanting gehad, maar het gely met baie ernstige bakteriële infeksies wat in wese onbehandelbaar geword het omdat hulle bestand was teen al die antibiotika wat hulle gehad het. op hulle kon gooi. En wat ons gedoen het, was om bakteriofage te vind wat die spesifieke bakteriestam waarmee die pasiënt besmet was, wat aan die pasiënt toegedien is, besmet het, en ons het regtig kliniese uitkomste en oorlewing van die pasiënt gesien.

Chris - Waar het u die bakteriofaag gekry wat u uiteindelik gebruik het? Hoe het u dit gaan vind?

Graham - Ons het hierdie bakteriofage al lank bestudeer, en daarom het ons 'n biblioteek van ongeveer 15.000 individuele bakteriofage, en uit wat ons daarvan weet, kan ons dit tot 'n kortlys beperk, en ons kon drie fage identifiseer wat het goed gewerk teen hierdie spesifieke bakteriese patogeen.

Chris - En hoe lank het dit jou geneem om dit te doen? Omdat een van die belangrikste dinge met iemand wat uiters sleg is, is dat u nie veel tyd het nie en as u antibiotika toedien, is dit wonderlik, want gewoonlik kan u dit van die rak kry en dadelik aan die pasiënt gee. Ek neem aan dat u net nie 'n faag kan vind en dit omdraai en op dieselfde tydlyn kan toedien as wat u tans met 'n antibiotikum kan doen nie?

Graham - Ja. Dit het 'n paar maande geneem, veral omdat ons nie net onder ons gunsteling kandidate moes kyk nie, maar dat ons genetiese ingenieurswese moes doen om diegene wat nogal swak was, te neem en om effektiewe antibakteriese middels te word. Hierdie soort infeksies wat deur Mycobacteria veroorsaak word, is geneig om relatief stadig te vorder, dus in hierdie geval het ons 'n tydperk gehad - dit was ses maande of so - waar die pasiënt in wese daar was, en ons kon die fage binne voldoende bereik. tyd om hulle met 'n goeie resultaat te kan administreer.

Chris - En hoe het u die fageë gemanipuleer om dit te kry sodat hulle as't ware die soetkol sou tref en net die regte bakterie sou uithaal?

Graham - Een van die probleme wat ons in die gesig staar, is dat nie alle fage lities is nie, maar dat hulle nie altyd doodmaak as hulle die bakterieë besmet nie. Wat ons moes doen, was om in te gaan en genetiese ingenieurswese te gebruik om een ​​spesifieke geen wat die probleem veroorsaak het, te verwyder en om sodoende die werklike nie baie nuttige fase te omskep in een wat terapeuties effektief sou wees nie.

Chris - Hoe het u die fagee toegedien sodra u diegene gevind het wat u wil hê en u weet dat u dit geoptimaliseer het?

Graham - Daar is eintlik twee toedieningsroetes: lewer dit binneaars en dan word 'n fage-oplossing op gaas bygevoeg aan beide die sternale wond van die oorplanting en op die velknoppies wat voorkom as 'n soort algemene manifestasie van hierdie soort siektes.

Chris - En hoe weet jy dat jy eintlik van die bakterieë ontslae geraak het? Hoe weet u dat daar nie sommige wegkruip wat nou bestand is teen alle bekende antibiotika en u fage nie, en wat kan terugkom?

Graham - Weereens, dit is 'n wonderlike vraag en natuurlik iets waaroor ons baie bekommerd is. In plaas daarvan om een ​​fage te gebruik, het ons spesifiek 'n cocktail van drie fases gemaak om die probleem van weerstand te probeer beveg. Die bakterieë kan weerstand bied teen een fase, maar dan moet hulle steeds vatbaar wees vir die ander wat ons in die skemerkelkie gee.

Chris - ons is in 'n situasie wat 'n mediese hoof van die Verenigde Koninkryk beskryf het as 'n "antibiotiese apokalips" -situasie, so dink u dat daar dan 'n groot terugkeer vir fage sal wees?

Graham - ek dink daar is 'n werklike geleentheid om soorte infeksies te probeer vind wat fage nuttig kan wees om te behandel. Daar is spesifieke soorte siektes en infeksies waar dit 'n nut kan vind. En u kan dink dat u fage op 'n slim manier gebruik, waar u dit in werklikheid met antibiotika kombineer om die nut van die antibiotika wesenlik te verbeter en om die voorkoms van weerstand teen antibiotika te probeer verminder.

Graham Hatfull, oor hoe die bakteriofaag, wat die eerste keer in 1915 deur die Engelse navorser Frederick Twort ontdek is, ingestel kan word om ons te help om antibiotika-weerstandige infeksies honderd jaar later te beveg. Hierdie resultate is in Nature Medicine gerapporteer.

05:57 - Herstel beseerde longe vir oorplanting

Die herstel van beseerde longe vir oorplanting met Matthew Bacchetta, Vanderbilt Universiteit

Duisende mense sterf jaarliks ​​en wag op oorplantingslyste. En longe is veral tekort. Nou kan wetenskaplikes 'n manier gevind het om die aantal skenkerorgane wat geskik is vir oorplanting, te vermeerder. Matthew Bacchetta van die Vanderbuilt-universiteit het in eksperimente met varke, wat baie dieselfde is as ons s'n, bevind dat as hy beseerde longe neem wat normaalweg nie geskik is vir oorplanting nie, en dit vir 'n dag of so in die bloedsomloopstelsel van 'n potensiële ontvanger gaan plunder maar hou die longe buite die liggaam in 'n spesiale orgaankamer - gevoed deur die genesende effekte van die bloedtoevoer, herstel hulle vinnig tot 'n toestand wat beteken dat hulle dan binne-in die ontvanger beweeg kan word. Matthew het met Chris Smith gepraat.

Matthew - Longe is uiters sensitief vir beserings as gevolg van maagaspirasie, longkontusie, wat beteken dat die long gekneus word, besmet raak terwyl die pasiënt in 'n ventilator is, sodat hulle 'n bakteriese infeksie soos longontsteking kan ontwikkel, en dit is die primêre redes waarom organe is onaanvaarbaar vir oorplanting geag. Die belangrikste kern van wat ons hier gedoen het, is om die besering wat ons by mense sien, te herhaal. Ons het wat ons 'n maagaspirasie noem, gebruik. Dit beteken basies dat die pasiënt die maaginhoud, wat baie suur en bytend is, in die longe geneem het en dat dit inflammasie veroorsaak soos 'n ernstige longontsteking sodat die orgaan nie gebruik kan word nie. En wat ons stelsel moontlik gemaak het, is dat die orgaan homself mettertyd kan regenereer of herstel.

Chris - Hoe het jy dit gedoen?

Matthew - Ons het eers baie probeer om verskillende soorte ex vivo-stelsels te probeer, wat beteken dat die orgaan buite die liggaam geplaas is en in 'n soort masjienperfusiestelsel geplaas is. En nadat ons baie gefrustreerd was en herhaaldelik misluk, het ons uiteindelik die 'eureka'-oomblik gehad waar ons gesê het dat ons nie 'n hele stelsel kan herhaal nie, maar wat ons kan doen is om die orrel aan 'n natuurlike gasheer of ontvanger te heg. Met ander woorde, die orgaan kan aan iemand geheg word wat moontlik 'n longoorplanting benodig, en die liggaam voorsien die hele natuurlike stelsel wat nodig is vir wondgenesing. Wat ons in werklikheid gedoen het, is om hierdie orgaan in die potensiële ontvanger te sit wat al die kritieke faktore in hul bloed verskaf wat die orgaan in staat stel om te genees.

Chris - Waar het die longe dan gesit, is hulle in die bad langs wat die pasiënt sal wees? As u dit regtig doen, sal u met die buise uit die individu kom wat die bloed na en van hierdie longe bring wat buite hul liggaam langs hulle gaan wees?

Matthew - Dit is korrek. Dit is presies wat ons doen. Hulle is in 'n gespesialiseerde houer - dit lyk eintlik baie soos wat ons sou doen vir 'n pasiënt wat in dialise was; daar sou bloed uitkom, dit sou in die dialise-masjien gaan en dan word die bloed aan die pasiënt terugbesorg.

Chris - Asem die long ook so goed? Stoot u lug in en uit die longe, doen u dit om dit natuurlik te hou en wat dit sou verwag as dit binne-in die liggaam was, om soveel moontlik 'n nabootsing te skep vir hoe die werklike liggaamsomgewing sou wees?

Matthew - dit doen. Ons koppel dit aan 'n meganiese ventilator en ons kan die orrel se prestasie in reële tyd meet.

Chris - U kyk dus na hoeveel suurstof in die bloed gedruk word wat u deur die stel longe deurdruk, sodat u 'n merker gee vir hoe goed hulle optree en wat die verbetering is?

Matthew - Dit is presies. Ons kan dit dus mettertyd monitor en dit gee ons 'n maatstaf om die verbeteringsproses te monitor en om ons ook te laat weet wanneer ons 'n normale vlak bereik het.

Chris - Waarom is dit beter as om net die longe in die individuele punt te sit? Omdat u basies dieselfde doen, stuur u hulle 'n bloedtoevoer, stuur u 'n lugtoevoer, waarom is dit beter om dit buite die liggaam te doen as om dit net in te sit?

Matthew - Ja, dit is 'n wonderlike vraag. Die grootste verskil is dat u die pasiënt aan 'n baie indringende prosedure moet onderwerp. Ek moet hul longe verwyder, ek moet nuwe longe insit, en ons weet dat die longe beskadig is en dat dit nie regtig aanvaarbaar is vir 'n oorplanting nie. En dan moet ek die pasiënt ondersteun met beskadigde longe wat 'n diep ontstekingsproses veroorsaak, en dus werk die liggaam eintlik nie so effektief om die longe te genees nie en word die pasiënt onstabiel omdat hulle nou op 'n beseerde orgaan vertrou om dit te behou. lewendig.

Chris - En hoe het die ontvanger gevaar terwyl hy hierdie ekstra stel longe vasgehaak het, en nie net enige ou longe, iemand anders se longe, die longe van 'n ander dier en siek longe nie? Was daar 'n duidelike las op die individu of het hulle goed die hoof gebied?

Matthew - Hulle het eintlik merkwaardig goed reggekry. Hulle was hemodinamies stabiel, wat beteken dat hul bloeddruk, hul hartklop en al die ander fisiologiese maatreëls wat ons gebruik normaal en stabiel was.

12:35 - Voorspel inflammatoriese dermsiekte

Voorspelling van inflammatoriese dermsiekte met Ken Smith, James Lee, Universiteit van Cambridge

Inflammatoriese dermsiekte kan ernstige pyn en ernstige probleme veroorsaak by diegene wat dit elke dag hanteer. Maar wat beteken dit vir diegene wat daaraan ly, en hoe kan ons hul lewens verbeter? Adam Murphy het met Ken Smith en James Lee van die Universiteit van Cambridge gesels oor 'n nuwe toets wat hulle ontwikkel het, wat die toekomstige erns van inflammatoriese dermsiekte by diegene wat daarmee ly, kan voorspel. Maar eers het ons gehoor van die IBD-pasiënt Kate, wat die toestand al baie jare hanteer.

Kate - Crohn's is op 14 by my gediagnoseer en daar was geen aanduiding dat dinge op die lange duur so erg sou wees nie. Ek het destyds deur my konsultant gesê dat ek die derm moes verwyder, maar dat daar geen rede was om te dink dat dit lank nie die einde sou wees nie. Ongelukkig was ek binne nege maande weer sleg en die volgende paar jaar het ek 'n reeks medisyne ondergaan, wat almal baie ernstige newe-effekte veroorsaak het, maar die vordering van die siekte nie veel kon stop nie. Uiteindelik het my dikderm te erg beskadig om te bespaar, en na 'n paar maande met 'n voedingsbuis om my gewig op te tel voor die operasie, is ek aangesê om 'n permanente kolostomiesak te hê.

Adam - dit is Kate. Soos u gehoor het, ly sy aan Crohn se siekte, 'n inflammatoriese dermsiekte of IBD. Maar wat gaan aan in die lyke wat mense soos sy het? Ek het met James Lee, 'n gastroënteroloog aan die Universiteit van Cambridge, gesels.

James - IBD is 'n sambreelterm. Dit staan ​​vir inflammatoriese dermsiekte en omvat Crohn se siekte en ulseratiewe kolitis, wat twee verskillende siektes is. Maar in beide siektes, wat gebeur, is dat u immuunstelsel sy drade deurtrek, die immuunstelsel val die derm aan, en die gevolg daarvan is dat dit ulserasie en ontsteking in die derm kan veroorsaak, en dit kan tot nare simptome lei. bloeding en buikpyn kry. Dit is ongeneeslike, lewenslange siektes, en een van die groot probleme is dat sommige pasiënte 'n baie ernstige en aggressiewe vorm van die siekte kry, en ander mense met dieselfde siekte kan 'n baie sagte siekte hê. En dus is een van die grootste uitdagings vir die behandeling van pasiënte met ulseratiewe kolitis en Crohn se siekte nou om te identifiseer watter pasiënte die meer aggressiewe behandelingsbenadering benodig, omdat hul siekte soveel aggressiewer gaan wees, en wat pasiënte eintlik baie goed sal doen met relatief minimale terapie.

Adam - En hoe doen jy dit? Ken Smith, hoof van die Departement Geneeskunde aan die Universiteit van Cambridge, het my deurgemaak.

Ken - Ons het ongeveer 12 jaar gelede begin. Ons was geïnteresseerd om uit te vind watter faktore verskillende langtermynuitkomste vir pasiënte met siektes soos inflammatoriese dermsiekte aangedryf het. Ons het begin deur baie pasiënte te werf tydens diagnose, die uitdrukking van gene in hul bloed op daardie dag te meet en dan die uitdrukkingspatrone van die gene te vergelyk, sogenaamde handtekeninge, en dit te vergelyk met hul kliniese uitkomste op lang termyn. Dit het dus baie jare geneem om hierdie studie te doen.

Wat ons gevind het, was 'n handtekening wat sterk gekorreleer het met hoe goed mense op lang termyn gevaar het. Daarna het ons die handtekening geneem en in 'n ingewikkelde proses 'n toets ontwikkel wat op volbloed gewerk het wat die effek van die handtekening herskep het, wat ons toelaat om pasiënte in twee groepe te verdeel wat baie verskillende resultate op lang termyn gehad het.

Adam - En die handtekening wat jy gevind het, wat was dit?

Ken - Dit was 'n handtekening in dinge genaamd CD8 T-selle, wat 'n deelversameling witbloedselle is, en dit was in wese 'n mate van iets wat T-seluitputting genoem word. As u dus geneig is om uitgeputte T-selle te hê, is u geneig om baie langtermyn uitkomste te hê, terwyl u die teenoorgestelde het as u nie uitgeput is nie, is dit meer aggressief. Ons verstaan ​​dus die biologiese weë wat hierdie waarneming in hierdie toets ondersteun.

Adam - En wat kan dit vir pasiënte beteken? Terug na James.

James - Dit kan regtig 'n spelwisselaar wees vir die behandeling van pasiënte met IBD. Op die oomblik ontvang die meeste pasiënte 'n 'one size fits all'-benadering tot hul behandeling, en dit is omdat ons eenvoudig nie goeie maniere gehad het om die pasiënte wat die meer aggressiewe behandeling benodig, te identifiseer van diegene wat dit nie doen nie. Op die oomblik sal almal in die Verenigde Koninkryk en in baie ander wêrelddele 'n eerste behandeling begin. As hul siekte gereeld opvlam, gaan hulle na iets sterker, en as dit aanhou opvlam, gaan hulle voort na iets sterker, en die toenemende toename in behandeling hou aan totdat ons uiteindelik by die behandeling kom. wat hulle nodig het.

Vir die pasiënte wat die agressiefste siekte het as wat eers in hul vierde of vyfde behandeling is, en hulle is intussen blootgestel aan jare se aanhoudende aktiewe siekte met al die risiko's van die komplikasies daarmee saam. Omgekeerd weet ons dat, as ons die effektiefste behandelings vooraf aan die soort pasiënte kon gee, dit die pasiënte is wat die meeste verdien om hul siekte vroeg onder beheer te kry.

Lanklaas in inflammatoriese dermsiekte, en in die ander medisyne, is mense dus op soek na maniere om die regte behandeling by die regte pasiënt te pas, dus as u iets het wat u in staat stel om die behandeling op daardie manier te verpersoonlik dit kan die manier waarop ons pasiënte in die toekoms behandel, heeltemal verander.

Adam - En uiteindelik, wat kan dit beteken vir mense soos Kate?

Kate - vir my was Crohn nog altyd 'n siekte wat voortdurend probeer om veld te wen. In die jare na my diagnose, sonder om deur dwelms van verskillende sterkte te misluk, het ek veld verloor dat ek miskien nooit moes opgee as die mense wat verantwoordelik was vir my sorg 'n instrument gehad het wat hulle in staat gestel het om 'n duideliker beeld te sien van wat ek nodig om goed te bly. Dit is ongelooflik om te dink wat 'n toets soos hierdie mense kan spaar.

18:05 - Kan perdebye vergelykings maak soos mense?

Kan perdebye vergelykings maak soos mense? met Elizabeth Tibbetts, Universiteit van Michigan

Mense is baie talentvol in die gebruik van 'n kognitiewe vaardigheid genaamd "oorgangsafleiding" - om inligting te gebruik oor dinge wat u weet om gevolgtrekkings te maak oor dinge wat u nie weet nie. As u byvoorbeeld weet dat A groter is as B, en B groter is as C, kan u sien dat A groter is as C sonder om na mekaar te kyk. Ons weet dat mense dit kan doen, maar dit is iets van 'n ope vraag watter ander diere dit ook kan doen. Professor Elizabeth Tibbetts van die Universiteit van Michigan het ondersoek ingestel na die vraag of een van die mens se slegste vyande, die perdeby, in staat is om hierdie gevorderde kognitiewe tegniek te gebruik. Sy het met Ben McAllister gesels.

Elizabeth - Lank gelede het mense gedink dat oorgangsafleiding gebaseer is op logiese redenasies en ons het gedink dat net mense in staat is om oorgangsafleiding te kry, en nie te verrassend nie, maar kort voor lank het ons gevind dat mense nie die enigstes was nie. Dit blyk dat 'n groot verskeidenheid gewerwelde diere oorgangsafleidings kan doen, dus primate en voëls en selfs visse.

Ben - Sjoe. Dit leef dus in die emmer dinge wat ons voorheen uniek was aan die menslike ervaring, maar ons leer vinnig om 'n baie kleiner emmer te word?

Elizabeth - ek dink dit is 'n baie klein emmer. Daar was een studie oor oorgangsafleiding by 'n nie-gewerwelde dier en dit is by heuningbye gedoen, en hulle het bevind dat bye nie oorgangsafleiding kan doen nie. En ek dink dus dat perdebye veel slimmer is as bye, en daarom wou ek toets of perdebye dit kon doen.

Ben - En vir almal daar buite wat nie baie lief is vir perdebye nie, het jy dit eers hier gehoor, perdebye is nie net banger as bye nie, hulle is inderdaad ook oneindig slinkser, so voeg dit by jou oorweging. Wat het u spesifiek met hierdie studie gedoen om vas te stel of perdebye oorgangsafleiding kan gebruik?

Elizabeth - Wat ons gedoen het, is dat ons hulle opgelei het tot 'n klomp kleure. So, byvoorbeeld, sou ons hulle oplei dat blou beter as groen was, en dan sou ons hulle oplei, die groen is beter as pers, en dan sou ons hulle oplei dat pers beter as geel was. Hulle het dus al hierdie inligting gehad en nou het ons hulle gevra om 'n afleiding te maak, en hulle gevra wat u van groen of geel hou?

Ben - Reg. En het hulle nog nooit vantevore groen of geel gesien nie?

Elizabeth - Presies. Hulle het nog nooit groen of geel saam gesien nie. Sommige van die tyd was groen goed, soms was groen sleg, en daar is niks wat inherent anders moet wees aan die stimuli nie.

Ben - Hoe gaan jy te werk met die opleiding van 'n wesp wat groen is beter as om enige ander kleur te sê?

Elizabeth - Ons lei hulle in hierdie klein mielies. Dit moet klein wees, want perdebye is klein. Sommige van die onderkant is geëlektrifiseer en dan van die onderkant nie.As ons hulle dus oplei dat blou beter as groen is, is blou 'n veilige plek in die doolhof en groen gee hulle 'n bietjie elektriese skok.

Ben - Hoe kan jy presies agterkom wat 'n klein skok vir 'n perdeby is?

Elizabeth - ek sou sê dit is proef en fout. Maar ek belowe geen perdebye is in hierdie eksperiment benadeel nie. Ons wil hê dat hulle moet leer, sodat ons nie wil hê dat hulle bang moet wees of dat hulle regtig bekommerd is of iets nie. Ons gee hulle dus net genoeg skok sodat hulle 'n bietjie ongemaklik optree, sodat hulle vinniger kan begin rondbeweeg en probeer om daarvan weg te kom.

Ben - En hulle spandeer dus net 'n bietjie tyd in hierdie doolhof totdat hulle uiteindelik op die deel daarvan beland wat hulle nie skok nie en dat die deel ooreenstem met die kleur wat u wil oplei, goed is?

Elizabeth - Presies. Hulle beweeg in die doolhof en uiteindelik gaan hulle na die deel wat veilig is, en dis soos o wee, dit is veilig en daar is die kleur groen - groen is wonderlik.

Ben - Goed. Wat het u gedoen nadat u hulle opgelei het?

Elizabeth - Nadat ons hulle opgelei het, moes ons dit toets, dus het ons dit in die middel van 'n boks gesit en daarna getoets na watter kleur hulle verkies.

Ben - En jy het geen elektriese stimuli gehad nie, of was dit nog aanwesig?

Elizabeth - Daar was kleure aan weerskante en daar was geen elektrisiteit om dit aan te dui nie, maar die idee is dat hulle geleer het dat groen goed is, dan sal hulle na die groen kant toe gaan. Daarom het ons hulle getoets op die kleure waarop ons dit oorspronklik opgelei het, net om te bevestig dat hulle geleer het waarop ons hulle opgelei het, en dan het ons dit ook op die nuwe oorgangspare getoets.

Ben - Goed. En wat het jy gevind?

Elizabeth - Ons het gevind dat perdebye wel oorgangsafleiding het. Daarom het hulle al die opgeleide pare geneem en dit lyk asof hulle dit lineêr in hul gedagtes organiseer, en dan gebruik hulle oorgangsafleiding om te kies tussen stimuli wat nog nooit voorheen langs mekaar was nie.

Ben - Dit is fassinerend omdat, soos u vroeër genoem het, iemand anders vroeër gevind het dat bye nie daartoe in staat is nie. 'N By en 'n perdeby het sekerlik breine van dieselfde grootte, of hoe?

Elizabeth - Ja. Bye en perdebye het albei dieselfde breine en hul breine is baie klein, so groot soos 'n ryskorrel. Ek dink die verskil tussen bye en perdebye is nie regtig dat perdebye net genies is en bye stom nie; dit gaan eerder oor die sosiale lewe van perdebye en bye. Al die werkers op 'n byekolonie is ongeveer dieselfde, hulle spandeer hul tyd om te voed, maar op 'n perdekolonie is daar allerhande interessante dominansieverhoudings. Hulle het lineêre dominansiehiërargie waar die dominante perdeby die meeste reproduksie doen en die ondergeskikte perdebye die meeste werk doen, en dit is ongelooflik belangrik om uit te vind hoe dominant ander perdebye in perdebye is. As u Jane al voorheen in 'n geveg geslaan het en sien hoe Jane Susan klop, dan kan u aflei dat hy waarskynlik Susan sal kan klop. Die soort ding is dus baie belangrik vir perdebye en nie vir bye nie.

Ben - ek sou ook sê dat dit belangrik is vir mense, afhangende van wie jy vra.

Elizabeth - Ja, beslis belangrik vir mense.

Ben - Dit is belangrik om te weet. Dink u daar is ruimte vir die uitbreiding van hierdie soort redenasies na die hantering van ander diere of ander soorte diere-kognisie?

Elizabeth - Ek wed dat baie ander insekte tot oorgangsafleiding kan lei. Ek dink ons ​​het dit nog net nie getoets nie. Ek dink een van die boodskappe is dat diere regtig goed kan wees met wat vir hulle belangrik is. Ons beskou mense as die beste in alles, maar baie diere is verbasend oor baie spesifieke dinge wat hulle moet doen om suksesvol te wees.

Ben - Intelligensie korreleer nie noodwendig net die grootte van die brein nie, maar ook die take wat onderneem moet word?

Elizabeth - Presies. U het nie 'n groot brein nodig om ingewikkelde dinge te doen nie. Selfs 'n klein breintjie kan ingewikkelde dinge doen as die dier dit moet kan doen.

24:03 - In die Naked Scientists-posbus

In die Naked Scientists-posbus

Chris Smith en Katie Haylor het die Naked Scientists-possak oopgemaak om te sien wat luisteraars ons gevra en vertel het.

Katie - Dit blyk dat ons posman, terwyl hy nou die dag buite die kantoor afgee, 'n aanhanger van die program is, so baie dankie. Nou wil hy van swaartekrag weet. Wat is eintlik swaartekrag en waaruit is dit gemaak? Ben, kan jy ons help met hierdie een?

Ben - dit is 'n wonderlike vraag. Die antwoord is in wese dat ons nie weet nie. Niemand weet regtig nie, daarom is dit 'n wonderlike vraag. Ons weet dat daar vier fundamentele kragte in die natuur is, en hou die agterste helfte van die program dop, waar u meer in detail van hulle sal hoor.

Ek sal praat oor twee, veral swaartekrag is 'n krag waaroor ons hier praat. Dit is iets wat bestaan ​​tussen twee dinge wat massa het, en trek dit saam. En ons kan dit vergelyk met 'n ander krag wat ons wel weet waaruit elektromagnetisme bestaan, dit is die krag wat magnete voel as hulle mekaar aantrek. Die krag, as u wil sê, bestaan ​​uit iets, dit bestaan ​​eintlik uit hierdie deeltjies, genaamd fotone, wat net klein stukkies lig is. As magnete aantrek, skiet hulle eintlik klein liggies heen en weer op mekaar en dit is waaruit daardie krag bestaan, as jy wil.

As ons analoog aan swaartekrag sou bring, weet ons nie of daar so iets met swaartekrag is nie. Sommige mense dink daar is, daar dink 'n deeltjie met die naam graviton, hoewel dit nog nooit opgespoor is nie. Ander mense sou sê dat daar niks is nie; dit is eintlik net die fisiese buiging van die ruimtetyd wat effekte skep soos swaartekrag. So kort antwoord - ons weet nie. Baie mense probeer dit uitvind - 'n wonderlike vraag.

Katie - Dit is 'n groot vraag, is dit nie?

Katie - Maar dit klink asof die tweede helfte van hierdie program ons kan help om van hierdie wetenskap te probeer verstaan.

Ben - absoluut. 'N Beter begrip van donker materie sal beslis lei tot 'n beter begrip van swaartekrag.

Katie - Ons posman het dus eintlik 'n baie goeie week gekies om oor swaartekrag te vra?

Chris - En daar gaan jy. Baie dankie Ben vir die eersteklas antwoord vir ons posman

26:40 - Wat is donker materie?

Wat is donker materie? saam met professor Lord Martin Rees, Cambridge Universiteit

Ons gaan delf in die geheimsinnige dinge wat 'n groot hoeveelheid van die Heelal uitmaak. Maar ons kan dit nie sien nie, en ons het nie die vaagste idee wat dit is nie. Hoe probeer ons dan eintlik uitvind, en hoe weet ons selfs dat dit hoegenaamd daar is? Ben McAllister het uitgevind.

Ben - ek wil jou graag 'n storie vertel. Dit is 'n verhaal oor sterrestelsels, swart gate, sterre, planete, mense en alles in die heelal. Ons weet nou dat al die groot dinge in die heelal - mense, planete, sterre - bestaan ​​uit 'n handjievol verskillende soorte deeltjies. Hierdie klein klein dingetjies soos atome wat bestaan ​​uit protone, neutrone en elektrone. Ons het baie oor die klein dingetjies te wete gekom hoe dit die afgelope paar honderd jaar groter dinge uitmaak. Gesamentlik noem sterrekundiges al die dinge baryoniese materie, en dit is soort van alles wat daar is, nie waar nie?

Ek is hier om jou te vertel dat dit nie die geval is nie. Die baroniese saak - mense, planete, sterre - is slegs 'n baie klein fraksie van die hele verhaal. In die program van vandag gaan ons hoor wat ons van die res daarvan weet. Ons gaan van donker materie hoor.

Om u 'n voorsmakie te gee, is donker materie hierdie geheimsinnige ding wat die heelal beset. Dit is enorm, daar is vyf keer soveel daarvan as wat daar gereeld materie is, dit is oral. As u luister, gaan dit deur u liggaam, ons kan dit nie raaksien of voel nie. Maar voordat ons uitmaak wat dit is, moet ons 'n bietjie teruggaan. Het u al na die sterre gekyk en gewonder of daar meer is? As u het, is u regtig nie alleen nie, mense doen dit al so lank as wat daar mense was.

Professor Lord Martin Rees, Astronomer Royal.

Martin - Dit was eintlik sommige wat in die dertigerjare ontstaan ​​het deur die werk van Fritz Zwicky, wat 'n Switsers-Amerikaanse sterrekundige was en hy het die verspreiding van sterrestelsels bestudeer. Elke sterrestelsel is natuurlik net so groot soos ons Melkweg, en hy kyk dus na die heelal op groot skale. Hy het besef dat die sterrestelsels nie lukraak versprei is nie, maar dat dit wel trosse was en dat dit blykbaar deur swaartekrag bymekaar gehou word. Maar toe hy die snelhede van hierdie sterrestelsels gemeet het, was dit verbasend dat dit nie uitmekaar vlieg nie, omdat die energie wat ooreenstem met die snelhede die swaartekrag sou oorweldig wat die tros bymekaar hou as die swaartekrag net die gevolg is van die sterrestelsels. Hy het afgelei dat daar ekstra materiaal moet wees wat die groep saamgebind het, en dit was die eerste ernstige bewys dat daar donker dinge in die heelal was bo en behalwe die sigbare gas en sterre.

Ben - Vir dekades neem ons sulke dinge waar. Vreemde bewegings van groot liggame in die ruimte wat nie verklaar kan word as ons net die saak in ag neem wat ons kan sien nie. Dit kom alles neer op swaartekrag. Swaartekrag is die belangrikste krag wat die manier waarop dinge in die ruimte beweeg, beheer. Dit is 'n krag wat bestaan ​​tussen twee dinge wat massa het, en dit trek dit saam. Swaartekrag word sterker hoe meer massa daar is, maar belangriker, dit word swakker hoe verder uitmekaar die twee dinge is.

In die ruimte, as ons byvoorbeeld kyk na die dinge wat ons soos sterre kan sien, kan ons skat hoeveel massa daar in die stelsel is, en dan kan ons met behulp van die swaartekragwette gebruik - wat ons Newtonse swaartekrag noem - die manier waarop ons verwag dat die massa sal beweeg. As dinge nie beweeg soos ons verwag nie, sê dit byvoorbeeld baie vinniger, beteken dit dat daar iets in ons prentjie ontbreek. Daar is ekstra krag wat dinge vinniger laat beweeg, wat daarop dui dat dit ekstra massa is om daardie ekstra krag te bied.

Martin - As u byvoorbeeld agtergekom het dat Jupiter so vinnig soos die aarde om die son gaan, sou u moes aflei dat daar baie geheimsinnige massa buite die baan van die aarde was, maar binne die baan van Jupiter. Dus voel Jupiter nie net die massa van die son nie, maar iets ekstra wat die aarde nie voel nie. So iets het natuurlik op 'n baie groter skaal gebeur toe mense die buitenste dele van sterrestelsels bestudeer het. Hulle het gevind dat die materiaal vinniger gaan, die afgeleë sterre en die gas op groot afstande vinniger gaan, en dit impliseer dat die sterre in 'n sterrestelsel nie die dominante soort massa was nie, en dat 'n geheel, hierdie sterrestelsel soos ons s'n was. ingebed in wat bekend geword het as 'n stralekrans van een of ander materiaal wat geen lig uitstraal nie, maar 'n sterk swaartekrag uitoefen en die swaartekrag in die buitenste dele van die sterrestelsel oorheers.

Ben - Ons het op die punt in die verhaal gekom dat ons, danksy waarnemings van liggame wat in die ruimte rondbeweeg, redelik seker is dat ons omring word deur massiewe hoeveelheid donker materie. Weereens, dit beweeg nou deur u liggaam en dit weeg swaarder op as die gereelde saak wat ons verstaan, ons weet net nie wat dit is nie. Ons het sedertdien 'n bietjie meer daaroor uitgepluis, maar nie soveel meer nie. Dit is 'n nuwe grens, 'n nuwe streek om te verken. Ons het wel 'n paar teorieë om die verskynsels wat ons sien te verklaar, waarvan sommige eintlik geen donker materie bevat nie.

Martin - En daar is natuurlik die idee dat ons verkeerd is oor swaartekrag. En natuurlik, al die argumente waaruit u 'n massa aflei van die bewegings van planete en sterre en sterrestelsels: dit veronderstel in 'n sekere sin die Newtonse swaartekrag. Sommige mense stel dus ander maniere voor waarop ons glad nie donker materie hoef te hê nie, en ons het bloot 'n ander teorie oor swaartekrag. Maar ek dink die meeste mense is daarteen, want daar is eerstens geen spesifieke rede waarom ons verbaas moet wees oor donker materie nie. Daar is baie ruimte vir deeltjies van donker materie. En tweedens sal ons baie goeie data onder die loep neem as ons die idee dat ons swaartekrag verstaan, laat vaar. Ek wil nog steeds wed dat dit waarskynlik is dat donker materie in 'n soort deeltjies is.

Ben - 'n aantal eksperimente regoor die wêreld stel voor dat hierdie deeltjies probeer opspoor wanneer hulle deur die aarde beweeg, en ons sal later meer oor sommige daarvan hoor. Maar waarom moet ons hieroor omgee? Ons kan dit nie sien, aanraak of voel nie, dit is net hierdie geheimsinnige goed wat verby sweef.

Martin - Wel, ons weet almal het deur die mens se geskiedenis na die sterre gekyk en daaroor gewonder. Een van die groot prestasies van kosmologie is om die struktuur van die heelal te verstaan ​​- waarom daar sterre is, waarom daar sterrestelsels is, waarom dit saamgevoeg is en die besonderhede daarvan. Dit gee ons net 'n konsekwente verhaal as ons die teenwoordigheid van donker materie het wat gemiddeld in die heelal vyf keer so dig is as die gas en sterre wat ons sien. En ek dink hierdie sukses is een van die groot prestasies van die moderne wetenskap. Ek sou sê dit is daar bo met die standaardmodel van deeltjiefisika in die genoom. Wanneer die geskiedenis van die wetenskap geskryf word, dink ek dat die feit dat ons die kosmiese evolusie verstaan ​​en waarom sterrestelsels bestaan, 'n baie groot prestasie is.

Ben - As dit nie vir jou doen nie, oorweeg dit. Dink aan alles wat mense bereik het met 'n begrip van net een sesde van die saak in die heelal. Rekenaars. Moderne medisyne en ruimtevaart. Die hele kunsliteratuur. Stel jou voor wat ons kan doen as ons die res kan ontsluit.


Kyk die video: Wat is donkere materie? (Desember 2022).