Szimmetronok – avagy ezért húzódnak láthatatlan falak a világűrben
2022 / 05 / 13 / Felkai Ádám
Szimmetronok –  avagy ezért húzódnak láthatatlan falak a világűrben
A Tejútrendszer és több közeli galaxis körül keringő kisebb szatellit-galaxisok mozgása nem felel meg az eddigi ΛCDM-modellnek – a kutatók szerint emiatt volt szükség egy ötödik erő bevezetésére.

Időnként a kisebb galaxisok a nagyobb galaxisok vonzásába kerülnek, és ekkor ezek a „szatellitek” mindenféle szabálytalan pályára állnak a nagyobb galaxis körül – pontosabban ennek kellene történnie. Ehelyett azonban ezek a szatellit-galaxisok amolyan lapos korongok mentén rendeződnek el, nagyjából úgy, mint a Szaturnuszt körülvevő gyűrűk. Ám hogy ennek mi az oka, arra eddig senki sem tudott megfelelő választ adni. Ezt a jelenséget magyarázza azonban egy, a tudományos elbíráláson még át nem esett tanulmány, amelyről a Vice számolt be, és amely „új fizikát” vezet be.

Az eddigi modell, a Lambda-CDM modell (Lambda cold dark matter/ΛCDM) szerint az univerzumban három fő összetevő akad – először is egy kozmológiai állandó, amelyet a sötét energiához társított Lambda jelöl, a feltételezett hideg sötét anyag, végül pedig a hétköznapi anyag. Nemrég írtunk arról a felvetésről is, hogy a sötét energia talán mégsem kozmológiai állandó, hanem változhat, így az univerzum tágulása is lelassulhat, sőt idővel a visszájára is fordulhat.

Tényleg haldoklik az Univerzum? Egy új tanulmány szerint rettentően hamar, jóval hamarabb, mint hogy a Nap kihunyna, megtorpanhat az Univerzum tágulása, amit a zsugorodás követ majd. Ez lesz az általunk ismert Mindenség vége? Akárhogy is, van rá esély, hogy nem ez az Univerzum az első, amivel ez történik.

A lényeg tehát, hogy a ΛCDM-modell több mindent is képes magyarázni, azonban messze nem tökéletes, és a fehér foltok közt ott található a szatellitgalaxisok rendezett pályáinak a problémája. Az igazsághoz hozzátartozik azonban, hogy ilyen szinkronizált pályákat eddig a saját galaxisunk, tehát a Tejútrendszer és pár egyéb közeli galaxisnál – Andromeda és Centaurus A – figyeltek meg. Egyes kutatók szerint épp ezért talán nem is beszélhetünk ebből a szempontból egyetemleges trendről, hanem ez inkább a Helyi Csoportot (tehát Tejútrendszer és a környező galaxisok) jellemző sajátosság. Mások szerint viszont a kozmikus háló lehet ennek a különös problémának, tehát a „satellite disk problem”-nek a magyarázata.

A mostani teória azonban bevezet egy új, ötödik erőt is, ez a szimmetron elnevezésű feltételezett részecske, amely ezekre a különös pályákra irányítja a szatellit-galaxisokat. A szimmetron-elmélet előnye, hogy nem kavar bele az eddigi modellbe, inkább csak kiterjeszti azt, már csak azért is, mert a ΛCDM-modell meg sem próbálja magyarázni a sötét energia és a sötét anyag természetét vagy működését. Az elképzelés szerint ugyanis a szimmetronok egyfajta speciális erőt hoznak létre, amely láthatatlan tartományfalak mentén (domain walls) osztja fel a világűrt. A szimmetron, mint részecske azonban része a sötét energiának/sötét anyagnak, és a kutatók szerint egyértelmű, hogy épp a sötét energia és sötét anyag miatt új részecskék bevezetésére van szükség az eddigi modellbe.

A szimmetronok a következő módon működnek eszerint: ahogy az univerzum tágul, és ennek megfelelően csökken a sűrűsége, ezek a részecskék átjutnak egy olyan küszöbsűrűségen, amely arra készteti őket, hogy a legalacsonyabb energiájú nulla állapotukat véletlenszerű pozitív vagy negatív értékre váltsák. Mivel az univerzum nem homogén, így lesznek különböző alacsony sűrűségű régiók, amelyek nem kapcsolódnak egymáshoz, így ez a „szimmetriatörés” valójában nem mindenhol történik meg egyszerre. A folyamat inkább úgy fest, hogy az univerzum bizonyos helyein a szimmetronok elérik ezt a küszöbsűrűséget, és a részecske tehát véletlenszerűen kimozdul a null állapotból abban a régióban, majd egy másik régióban, az előbbitől teljesen függetlenül ismét megtörténik a szimmetriatörés. Annak az esélye, hogy kér régió egymástól eltérő értéket vesz 50/50.

Végül ezekből az értékekből egész tartományok jönnek létre – egyes helyeken a szimmetronok pozitív, máshol negatív állapotot vettek fel. Ezek a tartományok azután egymással is mintegy összeérnek, de a különböző értékek (pozitív vagy negatív tartomány) elválnak egymástól láthatatlan, úgynevezett „tartományfalak” mentén.

Eddig szimulációkkal azt sikerült bizonyítani, hogy a tartományfalak mentén zajló kölcsönhatások a szatellit-galaxisokat a sztenderd ΛCDM-modellhez képest valóban váratlan síkokra irányíthatják. Azonban a hipotézis bizonyításához ennél is többre lesz szükség: egy olyan teljes kozmológiai szimulációra, amely az univerzum legkorábbi állapotától jut el a Helyi Csoport kialakulásig a szimmetronokkal is kalkulálva. Ez lesz tehát a kutatók következő lépése.

(Kép: flickr/NASA Goddard Space Flight Center)


Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!

Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.