|
Обновление фундаментальных физических концепций
|
|
|
|
Неожиданное открытие о том, как сформировалась наша Вселенная, вновь поднимает вопрос: нужна ли нам новая физика? Ответ на этот вопрос может коренным образом изменить то, чему учат студентов-физиков во всем мире. Исследование, проведенное SMU и тремя другими университетами, доступное на сервере препринтов arXiv, изучало возможность обновления фундаментальных физических концепций.
|
|
|
|
SMU сыграл значительную роль в анализе, используя высокопроизводительные вычислительные возможности университета для изучения различных сценариев, которые могли бы объяснить полученные результаты.
|
|
|
|
"Данные, полученные с помощью прибора, известного как DESI, или спектроскопии темной энергии, в сочетании с тем, что у нас уже было, являются самыми точными данными, которые мы видели до сих пор, и они намекают на нечто, отличное от того, что мы ожидали", - объяснил один из соавторов исследования Джоэл Мейерс, доцент кафедры физики СМУ. "Теперь нам нужно докопаться до сути, почему это так".
|
|
|
Над этим анализом вместе с Майерсом работали физики-теоретики Натаниэль Крейг из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Института теоретической физики Кавли, Дэниел Грин из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Сурджит Раджендран из Университета Джона Хопкинса.
|
|
Что обнаружил ДЕЗИ... и почему это было удивительно
|
|
|
|
DESI создает самую крупную и точную трехмерную карту нашей Вселенной, обеспечивая ключевое измерение, позволяющее космологам рассчитать то, что они называют абсолютной массой нейтрино.
|
|
|
|
Этот абсолютный масштаб массы был определен на основе новых измерений так называемых барионных акустических колебаний DESI, а также информации, которой физики уже располагали о "послесвечении" Большого взрыва, когда была создана Вселенная, известном как космический микроволновый фон.
|
|
|
|
На протяжении всей эволюции Вселенной поведение нейтрино влияло на рост крупномасштабных структур, таких как скопления галактик в обширных пространствах космоса, которые мы видим сегодня. Нейтрино - одна из самых распространенных субатомных частиц во Вселенной, но они столь же загадочны, сколь и вездесущи. Одна из причин, по которой физики хотят знать массовый масштаб нейтрино, заключается в том, что это может помочь им лучше понять, как формировалась материя в процессе эволюции Вселенной.
|
|
|
|
Космологи — те, кто изучает происхождение и развитие Вселенной, — долгое время считали, что массивные нейтрино удерживают материю во Вселенной от скопления в той степени, в какой это могло бы произойти в противном случае за 13,8 миллиарда лет космической эволюции.
|
|
|
|
"Но вместо ожидаемого подавления кластеризации вещества, полученные данные свидетельствуют об усилении кластеризации вещества, что означает, что материя в космосе более плотная, чем можно было бы ожидать", - сказал Мейерс, который специализируется на теоретической космологии, включая космический микроволновый фон, раннюю Вселенную и связи с физикой высоких энергий и элементарных частиц.
|
|
|
|
"Объяснение этого улучшения может указывать на какую-то проблему с измерениями, или это может потребовать какой-то новой физики, не включенной в стандартную модель физики элементарных частиц и космологии".
|
|
|
|
Стандартная модель физики элементарных частиц — та, которую студенты, вероятно, изучают на уроках физики, — долгое время была лучшей теорией ученых, объясняющей, как взаимодействуют основные строительные блоки материи. По словам Мейерса, это обнаружение нейтрино является последним измерением, похожим на то, что называется "напряженностью Хаббла", и намекает на то, что мы, возможно, знаем нашу Вселенную не так хорошо, как нам кажется.
|
|
|
|
В своем исследовании Мейерс и его коллеги рассмотрели сценарии, в которых физикам, возможно, потребуется скорректировать стандартную модель, но не отказываться от нее полностью. Они также рассмотрели введение новых концепций физики. И они также исследовали, могут ли систематические ошибки в ключевых показателях объяснить неожиданное открытие DESI.
|
|
|
|
Вероятно, потребуются годы, чтобы понять, какая из теорий исследователей верна. Но это исследование дает основу для будущих исследований.
|
|
|
|
Источник
|
