Dva z největších průlomů ve fyzice během posledního desetiletí jsou objev, že moudrost subatomických částic nazývaných neutrina má ve skutečnosti malé množství hmoty a detekce, že expanze vesmíru ve skutečnosti nabírá rychlost.
Nyní tři fyzici z Washingtonu navrhují, aby dva objevy byly integrálně spojeny prostřednictvím jednoho z nejpodivnějších rysů vesmíru, temné energie, spojení, které říkají, by mohlo být způsobeno dříve nerozpoznanou subatomickou částicí, kterou nazývají „akceleron“.
Temná energie byla v ranném vesmíru zanedbatelná, ale nyní představuje asi 70 procent vesmíru. Pochopení tohoto jevu by mohlo pomoci vysvětlit, proč jednoho dne, dlouho v budoucnu, se vesmír rozšíří natolik, že na naší noční obloze nebudou viditelné žádné další hvězdy nebo galaxie, a nakonec by to mohlo pomoci vědcům zjistit, zda bude vesmír pokračovat dál na dobu neurčitou.
V této nové teorii jsou neutrina ovlivněna novou silou vyplývající z jejich interakcí s akcelerony. Temná energie je výsledkem toho, jak se vesmír pokouší rozpojit neutrina od sebe a vytvořit napnuté napětí v napnutém gumovém pásmu, řekla Ann Nelson, profesorka fyziky UW. Toto napětí podporuje expanzi vesmíru, řekla.
Neutrina jsou vytvářena biliony v jaderných pecích hvězd, jako je naše slunce. Proudí vesmírem a každou sekundu prochází veškerou hmotou, včetně lidí, miliardy. Kromě nepatrné hmoty nemají žádný elektrický náboj, což znamená, že interagují velmi málo, pokud vůbec, s materiály, kterými procházejí.
Interakce mezi akcelerony a další hmotou je však ještě slabší, řekl Nelson, a proto tyto částice ještě nebyly vidět sofistikovanými detektory. V nové teorii však akcelerony vykazují sílu, která může ovlivnit neutrina, síla, o které věří, že může být detekována řadou experimentů s neutriny, které již fungují po celém světě.
"Existuje mnoho modelů temné energie, ale testy se většinou omezují na kosmologii, zejména na měření rychlosti expanze vesmíru." Protože to zahrnuje pozorování velmi vzdálených objektů, je velmi obtížné provést takové měření přesně, “řekl Nelson.
"Toto je jediný model, který nám dává nějaký smysluplný způsob, jak provádět experimenty na Zemi, abychom našli sílu, která vede k temné energii." Můžeme to udělat pomocí existujících experimentů s neutrinem. “
Nová teorie je rozšířena v článku Nelsona; David Kaplan, profesor fyziky UW; a Neal Weiner, výzkumný pracovník UW ve fyzice. Jejich práce, částečně podporovaná grantem Ministerstva energetiky USA, je podrobně popsána v článku přijatém k publikaci v nadcházejícím vydání časopisu Physical Review Letters, časopisu American Physical Society.
Vědci tvrdí, že hmotnost neutrina se může ve skutečnosti měnit v závislosti na prostředí, skrz které prochází, a stejným způsobem se mění vzhled světla v závislosti na tom, zda cestuje vzduchem, vodou nebo hranolem. To znamená, že neutrinové detektory mohou přijít s poněkud odlišnými nálezy v závislosti na tom, kde jsou a co je obklopuje.
Pokud jsou však neutrina součástí temné energie, naznačuje to existenci síly, která by sladila anomálie mezi různými experimenty, řekl Nelson. Existence této síly, složená z neutrin a akceleronů, bude i nadále pohánět expanzi vesmíru, řekla.
Fyzici hledali důkazy, které by mohly říci, zda se vesmír bude dál donekonečna rozšiřovat nebo se náhle zastaví a zhroutí se v takzvané „velké krizi“. Zatímco nová teorie nepředepisuje „velkou krizi“, řekl Nelson, to však znamená, že v určitém okamžiku se expanze přestane zrychlovat.
"Podle naší teorie by se neutrina nakonec příliš vzdálila a stala by se příliš masivní na to, aby byla ovlivněna účinkem temné energie, takže zrychlení expanze by se muselo zastavit," řekla. "Vesmír by se mohl nadále rozšiřovat, ale stále klesající rychlostí."
Původní zdroj: University of Washington News Release
