جهان 'از دست رفته از ماده" مشکل در نهایت حل شده است - CNET

وقتی Jean-Pierre Macquart وارد خانه از کار در یکی از شب های 2019 او با شور و هیجان وزوز. او فقط می خواهم کمک به حل قدیمی دهه کیهانی رمز و راز با کمک یک تیم بین المللی از ستاره شناسان. او نمی تواند صبر کنید تا بگویم همسر خود.

Macquart تا به حال با موفقیت وزن جهان برای اولین بار در نهایت کشف که در آن نیمی از تمام مواد طبیعی پنهان شده بود. اما او پا را از طریق درب آماده به توضیح خود را به یاد ماندنی پیدا اثیری اسرار هستی او کشف شد و به سرعت جای خود را به جنبه های عملی وجود دارد.

در عرض چند دقیقه او شد کشمکش دو کودکان سنین دو و چهار و به آشپزخانه کمک همسر خود را با پخت و پز. در تأمل در شب او می گوید که به احتمال زیاد کمک کرد تا با وعده غذایی ندارد اما همه که به یاد ماندنی است. سر او بود "هنوز هم در آسمان است." کشف او در روز قبل از آن که او می گوید: "قرار داده و به رختخواب" رمز و راز از جهان گم شده موضوع مشکل شد و هنوز هم در ذهن خود.

در یک مطالعه جدید در مجله Nature منتشر شده در چهارشنبه Macquart و یک تیم بین المللی از ستاره شناسان جزئیات کشف خود را برای اولین بار. آنها نشان می دهد که چگونه یک جریان عجیب و غریب, سیگنال های فرستاده شده از اعماق فضا کمک به حل رمز و راز طولانی در مورد این ماده طبیعی در جهان -- و چگونه تکنیک خود را به ارائه یک راه کاملا جدید برای نگاه به جهان هستی است.

از "گم شده از ماده" مشکل

Macquart یک ستاره شناس در مرکز بین المللی رادیو نجوم پژوهش در استرالیا و تیم خود شده اند جستجو کیهان برای سریع رادیو انفجار و یا FRBs با استفاده از یک تلسکوپ آرایه در جای دور افتاده استرالیا شناخته شده به عنوان استرالیا کیلومتر مربع آرایه Pathfinder. بسیار پر انرژی, انفجار, سفر از طریق پوچی گسترده از فضا و شناسایی شده توسط ASKAP 36 دیش آنتن های مستقر در رادیو-آرام کویر از غربی استرالیا است.

Macquart و کوانتومی از همکاران از موسسات در سراسر جهان بخشی از وجود زمان واقعی ASKAP سریع و گذرا بررسی تیم تحقیقاتی متوجه انفجار نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد به تشخیص "گم شده و ماده" از جهان است.

جهان ساخته شده است "از ماده معمولی" ماده تاریک و انرژی تاریک. دومی ترکیبات را تشکیل می دهند حدود 95 درصد از جهان شناخته شده و فوق العاده مرموز. ما می دانیم که آنها وجود داشته باشد اما ما هرگز قادر به تشخیص آنها است.

از سوی دیگر شما باید عادی مهم است. Macquart توضیح می دهد که ماده معمولی یا baryonic مهم است که همه "چیز" من و شما ساخته شده و همچنین به عنوان آنچه که باعث می شود تا سیارات و ستارگان و کهکشان ها. "هر چیزی که شما می توانید از فکر می کنم در جدول تناوبی," او می گوید. اوایل محاسبات در دهه 1990 نشان داد که این نوع ماده باعث می شود تا دیگر دوام 5% از تمام ماده در جهان و دانشمندان رفت و به جستجو برای آن.

"زمانی که آنها نگاه کرد ... چند دهه پیش آنها می تواند تنها حدود نیمی از آن می گوید:" Macquart. شمارش تا تمام توجه به آنها می توانید ببینید -- کهکشان, ستاره, سیارات, گازهای -- دانشمندان کاهش یافت و محزون می خوانی کوتاه از 5% هدف است. موضوع گم شده از خود را اندازه گیری.

اما ستاره شناسان تا به حال اطلاع به جایی که آنها ممکن است آن را پیدا کنید. در طول سال تعدادی از روش های مختلف استفاده شده است به سعی کنید به شناسایی گم مهم نیست اما محققان نمی توانند به اندازه کافی تشخیص همه عادی ماده در سراسر جهان عمدتا به دلیل آنها متمرکز در مناطق خاصی از فضا است. Macquart تشبیه این به تلاش بگویید چگونه یک سگ است که فقط "با نگاه کردن به اندازه دم آن است."

اما روش جدید پیشگام توسط تیم -- با استفاده از FRBs -- اجازه می دهد تا شما نگاه کنید در کل سگ.

"چه FRBs انجام دهید این است راه رفتن را به امتداد [فضا] که در آن [دیگر] تکنیک ها به سادگی سقوط بیش از," او می گوید.

انفجار از گذشته

سریع رادیو انفجار در حال مرموز و جذاب کیهانی پدیده. آنها برای اولین بار شناسایی شده در سال 2007 اما ریشه های خود را همچنان به دوری کردن از دانشمندان است. آنها هنوز هم بسیار نادر است اما ما در حال بهتر شدن در آنها را پیدا کردن. جدید تلسکوپ رادیویی آرایه ها مانند ASKAP اجازه می دهد ستاره شناسان به دقت اشاره کردن منبع از این رادیو موج انفجار از اعماق فضا.

ASKAP یک قطعه کلیدی از مطالعه جدید به دلیل آن است که اساسا همیشه تکه ای بزرگ از آسمان مانند یک کیهانی برادر بزرگ. در هر ثانیه طول می کشد تا 10 تریلیون اندازه گیری و پس از آن به طور متوسط به حدود 1 میلیارد و اندازه گیری در هر ثانیه به دنبال نشانه هایی از FRBs.

به پینگ یک ASKAP آنتن بر روی زمین امواج رادیویی سفر از کهکشان های دور و پایدار یک سفر طولانی است که طول می کشد آنها را از طریق گسترده نیستی از فضای بین کهکشان ها. در حالی که ما ممکن است به طور سنتی به دیدن این منطقه از فضا را خالی آن را در واقع پر از ذرات مانند الکترون که می تواند دست انداز به موج آن را به عنوان فشرده از طریق جهان از آنجا که 3 میلیارد سال نوری دور است.

"به عنوان امواج رادیویی سفر در سراسر کیهان تعامل آنها با رایگان الکترون ها لکه سیگنال های رادیویی می گوید:" گراینت لوئیس یک اخترفیزیکدان در دانشگاه سیدنی بود که نه وابسته و مطالعه است. این لکه ها از سیگنال های رادیویی بود که کلید به پیدا کردن از دست رفته مهم است.

اخترشناسان شمارش "تعداد الکترون دروغ همراه ما خط دید" بازگشت به FRB منابع با توجه به لوئیس ارائه اندازه گیری های مخفی ماده در جهان هستی است. پس از مطالعه پنج FRBs از پنج مکان های مختلف تیم خود را پیدا اندازه گیری صف تقریبا کاملا با پیش بینی ها تا چه حد نرمال موضوع باید در جهان وجود دارد.

این پازل در نهایت حل و کیهان شناسان می تواند کمی راحت تر نفس کشیدن -- مدل های خود را برای درک جهان نیست نادرست است.

"آن را به بقیه چه می توانست واقعی کیهانی خجالت می گوید:" خاویر Prochaska یک ستاره شناس در دانشگاه کالیفرنیا در سانتا کروز و همکاری نویسنده در مقاله جدید در طول یک جلسه رسانه. "همه ما انتظار آن را تشخیص سرانجام اما تا زمانی که ما انجام دادیم این بود خجالت."

نقشه برداری کیهانی وب

با رمز و راز گم ماده حل این تیم بر این باورند که آنها می توانید استفاده کنید FRBs به عنوان یک ابزار جدید برای بررسی جهان هستی است.

این FRB روش تشخیص فوق العاده حساس نسبت به روشهای قبلی و اجازه می دهد تا محققان به شناسایی ماده معمولی قفل شده است و در گسترده گاز پر شده فضای بین کهکشان ها. این به این معنی ستاره شناسان ممکن است قادر به نقشه به اصطلاح کیهانی, وب سایت رشته های که لینک های جهان با هم.

"روش ... است برای رفتن به یک روش است که اجازه می دهد تا ما را به نقشه که در آن گاز است که می گوید:" Prochaska.

"از امروز ما می توانیم به طور عمده نشان می دهد شما در این تصویر از یک کامپیوتر شبیه سازی کیهانی وب, اما ما پنج سال و حداقل 100 بیشتر از این FRBs و ما باید قادر به نشان می دهد شما بیشتر, بالا وفاداری نقشه از جهان واقعی است."

این تیم ادامه خواهد داد به دنبال FRBs با ASKAP و Macquart یادداشت آنها در حال ایجاد یک "ginormous ماشین" است که قادر خواهد بود برای پیدا کردن بیشتر از انفجار با افزایش نرخ تشخیص 20 برابر شده است. چنین جهش می تواند با فعال کردن تیم را انتخاب کنید تا 100 سیگنال در یک سال و کمک به تغییر شکل چگونه ما مشاهده جهان, بازگشت به اولین روز.

"ما ممکن است حتی قادر به گفتن چیزی در مورد عصر Reionization زمانی که جهان تبدیل شده بود از خنثی ماده به ماده یونیزه," او می گوید.

البته این از دست رفته موضوع تنها باعث می شود تا درصد بسیار کمی از تمام ماده در جهان و بزرگ وجود دارد cosmological سوال که هنوز هم نیاز به پاسخگویی

"در حالی که ما می دانیم که همه از مواد طبیعی است که گسترش در سراسر جهان ما هنوز هم تنها پایین کمتر از 5% از کیهان می گوید:" لوئیس. "ماده تاریک و انرژی تاریک باقی می ماند بعدی مهره به کرک."

از سوی دیگر وجود دارد یکی دیگر از فشار دادن پازل برای Macquart به نوبه خود توجه خود را به در حال حاضر است که خود را کشف کردن در جهان است. بر خلاف گم شده موضوع مشکل آن است که بسیاری از ما بر روی زمین به راحتی می توانید درک کنند. یکی صحبت می کند که به جنبه های عملی وجود کمی بیشتر است.

چه بر روی زمین من باید آشپزی برای شام ؟