पकाने की विधि काले पदार्थ के शामिल कर सकते हैं एक सुपर क्रिटिकल द्रव

के माध्यम से अनुसंधान के वर्षों में, यह स्पष्ट हो गया है कि काले पदार्थ abominably व्यवहार करता है । इस अवधि में पेश किया गया था के बारे में 80 साल पहले खगोलशास्त्री फ्रिट्ज Zwicky जो एहसास हुआ कि में आदेश को रोकने के लिए अलग-अलग आकाशगंगाओं में से बचने के लिए एक विशाल गांगेय समूहों, कुछ के गुरुत्वाकर्षण बल है । बाद में वेरा रुबिन और केंट फोर्ड इस्तेमाल किया अदृश्य काले पदार्थ के लिए समझाने के लिए क्यों आकाशगंगाओं उड़ान भरने के लिए नहीं है.

हालांकि, हालांकि, हम शब्द का प्रयोग "काले पदार्थ" का वर्णन करने के लिए इन दो स्थितियों में, यह स्पष्ट नहीं है कि क्या शामिल है, उनमें से प्रत्येक में एक ही अपराधी है । सरल और सबसे लोकप्रिय मॉडल का कहना है कि काले पदार्थ के होते हैं दुर्बलता से बातचीत कणों कदम है कि धीरे-धीरे गुरुत्वाकर्षण के बल के तहत. इस तथाकथित "ठंड" काले पदार्थ का वर्णन करता है बड़े पैमाने पर संरचनाओं जैसे आकाशगंगाओं के समूहों. लेकिन यह बुरा है की भविष्यवाणी के साथ रोटेशन घटता के अलग-अलग आकाशगंगाओं. डार्क मैटर है की तरह अलग अलग कार्य करता है एक ही पैमाने पर है ।

में एक प्रयास करने के लिए इस पहेली को हल, दो भौतिक विज्ञानी ने हाल ही में सुझाव दिया है कि बाहर बात कर सकते हैं बदलाव के चरण में, जब आप पैमाने पर परिवर्तन. जस्टिन होरी, एक भौतिक विज्ञानी के पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय में है, और अपने पूर्व के पीएचडी के छात्र लाशा, Berezhiani काम करने के प्रिंसटन विश्वविद्यालय में कहते हैं, में है कि ठंड और घने वातावरण के गांगेय हेलो काले पदार्थ condenseries में सुपर क्रिटिकल तरल है एक विदेशी क्वांटम राज्य की बात के साथ शून्य चिपचिपापन है । यदि श्याम पदार्थ का एक सुपर क्रिटिकल द्रव में एक गांगेय पैमाने पर, हो सकता है एक नया बल समझाना होगा, जो टिप्पणियों फिट नहीं है कि मॉडल के ठंडे अंधेरे बात है । लेकिन पैमाने के गांगेय समूहों की विशेष स्थिति के लिए आवश्यक के गठन सुपरक्रिटिकल राज्य है, मौजूद नहीं है; यहाँ काले पदार्थ के रूप में व्यवहार करेंगे साधारण ठंड अंधेरे बात है.

"यह एक महान विचार है, कहते हैं," टिम टैट, कण भौतिक विज्ञानी से कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, Irvine. "दो अलग अलग प्रकार के काले पदार्थ का वर्णन करता है कि एक बात है।" और जल्द ही इस उत्सुक विचार है कि आप की जाँच कर सकते हैं. हालांकि अन्य भौतिकविदों पहले से ही माना जाता है, इन विचारों होरी और Berezhiani पास से निकालने के लिए निरीक्षण भविष्यवाणियों की अनुमति होगी कि खगोलविदों का पता लगाने के लिए, तैरना, चाहे हमारी आकाशगंगा के एक समुद्र में सुपर क्रिटिकल द्रव.

असंभव superfluids

जमीन पर overcriticize तरल आप फोन नहीं कर सकते कुछ औसत दर्जे का है । लेकिन भौतिकी में तैयार कर रहे हैं उनके प्रयोगशालाओं में 1938. शांत कणों के लिए एक पर्याप्त रूप से कम तापमान, प्रकट होगा उनके क्वांटम प्रकृति है । वे चिंता करने के लिए शुरू, और लहरों ओवरलैप जाएगा, जब तक अंत में व्यवहार करने के लिए शुरू की तरह एक बड़ा "swashata". वे बन सुसंगत, जैसे कणों में प्रकाश की लेजर है कि एक ही ऊर्जा और कंपन के रूप में एक. आज, यहां तक कि छात्रों को बनाने बोस condensates — आइंस्टीन प्रयोगशाला में, जिनमें से कई वर्गीकृत किया जा सकता है के रूप में एक सुपर क्रिटिकल द्रव.

घटना के अति तरल में हर रोज दुनिया में मौजूद नहीं है — बहुत गर्म है, क्रम में प्रकट करने के लिए इच्छित क्वांटम प्रभाव है । इस वजह से, "दस साल पहले लोगों को सिर्फ होता है, से इनकार कर दिया इस विचार है और कहा है कि यह असंभव है कहते हैं," टेट. लेकिन हाल के वर्षों में अधिक से अधिक भौतिकविदों आ रहे हैं कि विश्वास करने के लिए सुपर क्रिटिकल चरणों का गठन कर रहे हैं में स्वाभाविक रूप से चरम स्थिति का स्थान है । अति तरल में हो सकता है, न्यूट्रॉन तारे, और बहुत अंतरिक्ष-समय के साथ, कुछ के अनुसार, हो सकता है एक सुपर क्रिटिकल द्रव. क्यों बात करने के लिए नहीं हो सकता है इस तरह के?

एक सेट बनाने के लिए के कणों द्वारा सुपर क्रिटिकल तरल पदार्थ है, यह आवश्यक है करने के लिए दो शर्तों को पूरा: पैकेजिंग के कणों के साथ उच्च घनत्व और उन्हें शांत करने के लिए अत्यंत कम तापमान है । में भौतिकी प्रयोगशाला (या छात्र), सीमा के एक कण में एक विद्युत चुम्बकीय जाल, और फिर विकिरणित लेजर के साथ दूर करने के लिए गतिज ऊर्जा और तापमान कम करने के लिए निकट निरपेक्ष शून्य से है ।

आकाशगंगाओं की भूमिका विद्युत चुम्बकीय जाल होगा खेलने के गुरुत्वाकर्षण खींचो का एक आकाशगंगा है, जो होगा सेक काले पदार्थ के लिए पर्याप्त है को संतुष्ट करने के लिए कसौटी के घनत्व. तापमान के साथ सरल अंतरिक्ष में बहुत ठंड है.

के बाहर हेलो पता चला रहे हैं के आसपास के क्षेत्र में आकाशगंगा, गुरुत्वाकर्षण कमजोर है, और काले पदार्थ नहीं होगा पैक करने के लिए पर्याप्त तंग में जाने सुपरक्रिटिकल राज्य है । वह होगा की तरह कार्य नियमित रूप से काले पदार्थ क्या समझा, खगोलविदों देखने के एक बड़े पैमाने पर.

घूर्णन में superfluid हीलियम stock एक छोटे भंवर

लेकिन क्या है के बारे में इतना खास है कि काले पदार्थ के एक superfluid है? के रूप में एक विशेष स्थिति को बदलने के लिए व्यवहार की बात है? हाल के वर्षों में, कई वैज्ञानिकों ने सोचा है इस मुद्दे के बारे में. लेकिन दृष्टिकोण के होरी अद्वितीय है क्योंकि यह दर्शाता है कि कैसे अति तरल जन्म दे सकता है के लिए एक नई ताकत.

भौतिकी में, अगर आप बॉक्स को तोड़ने, आप एक लहर पैदा (अक्सर). हिला कुछ इलेक्ट्रॉनों है, उदाहरण के लिए, एंटीना और आप का उल्लंघन बिजली के क्षेत्र और प्राप्त रेडियो तरंगों. अलार्म गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के दो ब्लैक होल टकराने और प्राप्त गुरुत्वाकर्षण लहरों. इसी प्रकार, यदि आप पुश overheadcosts, आप का उत्पादन होगा phonons — ध्वनि तरंगों में superfluid ही है । इन phonons जन्म देने के लिए एक अतिरिक्त बल के अलावा, गुरुत्वाकर्षण का एक ही electrostatic बलके बीच कणों का आरोप लगाया है । "यह अच्छा है, क्योंकि आप अधिक से अधिक शक्ति, गुरुत्वाकर्षण, जबकि आंतरिक रूप से करने के लिए बंधे डार्क मैटर कहते हैं," होरी है । "यह एक वातावरण है संपत्ति के काले पदार्थ को जन्म देता है, इस बल है।" यह समझा सकता है अजीब व्यवहार के मामले में गांगेय हेलो.

एक और कण के मामले

शिकारी के काले पदार्थ के लिए देख यह एक लंबे समय के लिए. उनके प्रयासों पर केंद्रित थे तथाकथित दुर्बलता से बातचीत के दौरान बड़े पैमाने पर कणों, या डरपोक समझा है. डरपोक समझा लोकप्रिय था क्योंकि इन कणों को न केवल समझा सकता है बहुमत के astrophysical टिप्पणियों है, लेकिन यह भी स्वाभाविक रूप से काल्पनिक एक्सटेंशन के मानक मॉडल कण भौतिकी का.

हालांकि, कोई भी कभी देखा है एक डरपोक समझा है, और इन काल्पनिक एक्सटेंशन के मानक मॉडल दिखाने के लिए नहीं किया प्रयोगों में, बहुत निराशा करने के लिए की भौतिकविदों. के साथ प्रत्येक नए शून्य राशि संभावनाओं चिंता अधिक और अधिक, भौतिकी और तेजी से कर रहे हैं पर विचार करने के लिए अन्य उम्मीदवारों डार्क मैटर है. "चाहिए क्या बिंदु पर हम तय है कि ऊपर गलत वृक्ष बार्किंग हैं?", पूछता स्टेसी मक्का, एक खगोलशास्त्री विश्वविद्यालय में केस वेस्टर्न रिजर्व है ।

कणों के काले पदार्थ निकलता है, जो काम के होरी और Berezhiani, दृढ़ता से करने के लिए इसी तरह डरपोक समझा है. डरपोक समझा की जरूरत किया जा करने के लिए बहुत बड़े पैमाने पर के लिए एक मौलिक कण — के बारे में 100 प्रोटॉन जनता. लोड करने के लिए स्क्रिप्ट, हूर, काले पदार्थ कणों होना चाहिए एक अरब गुना आसान है. तदनुसार, ब्रह्मांड हो जाएगा के अरबों गुना अधिक है — और है कि पर्याप्त है समझाने के लिए मनाया प्रभाव की बात करने के लिए और घनत्व हासिल करने के लिए आवश्यक के गठन के सुपर क्रिटिकल द्रव. इसके अलावा, हमेशा की तरह डरपोक समझा बातचीत नहीं करता है. लेकिन superfluid काले पदार्थ के कणों को मजबूती से करेंगे बातचीत ।

निकटतम उम्मीदवार है axion, एक काल्पनिक ultralight कण के साथ एक बड़े पैमाने पर किया जा सकता है कि 10,000 खरब खरब की तुलना में छोटे समय के बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रॉन. के शब्दों में चंदा Prescod-Weinstein, सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी के वाशिंगटन विश्वविद्यालय, axions सकता है सैद्धांतिक रूप से किया जा करने के लिए सघन घनीभूत बोस — आइंस्टीन.

लेकिन मानक axion नहीं करता है पूरी तरह की जरूरतों को संतुष्ट होरी और Berejiani. में अपने मॉडल में, कणों का अनुभव होना चाहिए एक मजबूत प्रतिकारक बातचीत. विशिष्ट मॉडल के axions बातचीत कमजोर और आकर्षित. वैसे, "मुझे लगता है कि हर किसी का मानना है कि डार्क मैटर सूचना का आदान प्रदान के साथ ही एक निश्चित स्तर पर, कहते हैं," टेट. हम केवल समझने की जरूरत है मजबूत या कमजोर बातचीत.

की खोज में एक अंतरिक्ष के अति तरल

अगले कदम के लिए होरी और Biriyani हो जाएगा पता लगाना कैसे परीक्षण करने के लिए अपने मॉडल खोजने के लिए है छोटे हस्ताक्षर कर सकता है कि भेद की अवधारणा सुपर क्रिटिकल द्रव से हमेशा की तरह ठंडे अंधेरे बात है । एक संभावना: भेंवर की बात है । प्रयोगशाला में घूर्णन सुपर क्रिटिकल द्रव को जन्म दे मुड़ भेंवर जारी है, जो ऊर्जा को खोने के बिना. हेलो superfluid श्याम पदार्थ आकाशगंगा में बारी बारी से करना चाहिए काफी तेजी से बनाने के लिए सरणियों के भेंवर. अगर इन भेंवर थे काफी बड़े पैमाने पर, वे पता लगाया जा सकता है सीधे.

दुर्भाग्य से, यह संभावना नहीं है: नवीनतम कंप्यूटर मॉडल, होरी है कि दिखाने के भेंवर में एक superfluid बात कर रहे हैं "बहुत झीना" और संभावना नहीं है करने के लिए वास्तविकता में मौजूद है । वह पता चलता है कि यह संभव हो जाएगा का उपयोग करने के लिए घटना के गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग देखने के लिए किसी भी प्रभाव के बिखरने के लिए इसी तरह की क्रिस्टल scatters एक्स-रे के माध्यम से यह गुजर प्रकाश.

खगोलविदों सकता है यह भी देखने के लिए अप्रत्यक्ष सबूत है कि काले पदार्थ बर्ताव करता है के रूप में एक सुपर क्रिटिकल द्रव. यह अंत करने के लिए, वे अध्ययन के विलय के आकाशगंगाएँ हैं.

जिस गति से आकाशगंगाओं टकराने के बीच में, खुद के द्वारा निर्धारित किया जाता है गतिशील घर्षण. कल्पना एक बड़े पैमाने पर शरीर के माध्यम से गुजर रहा एक समुद्र के कणों । कई छोटे कणों को आकर्षित किया जाएगा बड़े पैमाने पर शरीर. और के बाद से कुल गति प्रणाली के परिवर्तन नहीं करता है, बड़े पैमाने पर शरीर की जरूरत को धीमा होगा क्षतिपूर्ति करने के लिए.

यह तब होता है जब दो आकाशगंगाओं मर्ज करने के लिए शुरू. अगर वे पर्याप्त बंद मिलता है, हेलो के अपनी बात शुरू हो जाएगा पारित करने के लिए के माध्यम से एक दूसरे को, और पुनर्व्यवस्था के लिए स्वतंत्र रूप से चलती कणों के लिए नेतृत्व करेंगे dynamical घर्षण खींच रहा है, हेलो के करीब है । इस प्रभाव में मदद करता है आकाशगंगाओं में विलय करने के लिए और आगे की गति में विलय ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं के.

लेकिन अगर हेलो काले पदार्थ के एक राज्य में थे सुपर क्रिटिकल तरल पदार्थ, कण होता तुल्यकालिक चलते हैं । और वहाँ के लिए किया जाएगा घर्षण, करीब आकाशगंगा, यह मुश्किल होगा मर्ज करने के लिए है । यह सब होता है की राशि के लिए एक सुवक्ता की तस्वीर उतार-चढ़ाव के हस्तक्षेप के पैटर्न में इस मामले के वितरण में आकाशगंगाएँ हैं.

मान्य चमत्कार

हालांकि मक्का के लिए एक सकारात्मक दृष्टिकोण के विचार एक superfluid अंधेरे बात है, वह मानते हैं कि इतनी मेहनत की कोशिश करने के लिए दोनों का सबसे अच्छा गठबंधन अवधारणाओं भौतिकी के लिए आ सकते हैं एक "निर्णय के Tycho ब्राहे". डेनिश खगोलशास्त्री 16 वीं सदी के आविष्कार संकर ब्रह्माण्ड विज्ञान है, जिसमें पृथ्वी ब्रह्मांड के केंद्र है, लेकिन अन्य सभी ग्रहों के आसपास घूमती है, सूर्य है । वह करने की कोशिश की है के बीच एक लाइन आकर्षित प्राचीन Ptolemaic प्रणाली और कोपर्निकस ब्रह्माण्ड विज्ञान है, जो अंत में इसे बदल दिया है । शायद वैज्ञानिकों को कुछ याद कर रहे हैं मौलिक. लेकिन विचार है कि विचार के लायक है ।

टेट ने कहा कि नए मॉडल सुंदर है, सामान्य रूप में, लेकिन वह चाहता था और अधिक स्पष्ट एक सूक्ष्म स्तर पर, इस हद तक"हम गणना कर सकते हैं और दिखाने के लिए क्यों यह सब काम करता है यह चाहिए के रूप में काम करते हैं. केवल एक चमत्कार" है कि सब कुछ जगह में गिर गई है । शायद ये चमत्कार कर रहे हैं, काफी वैध है, लेकिन वह नहीं यकीन है कि.

हालांकि वैज्ञानिकों के साथ प्रयोग किया superfluid कई दशकों के कण भौतिकी केवल शुरुआत कर रहे हैं करने के लिए पूरी तरह से समझने की उपयोगिता उभरते विचारों के क्षेत्र से संघनित पदार्थ भौतिकी. के संयोजन के द्वारा इस भौतिकी गुरुत्वाकर्षण भौतिकी के साथ, को हल करने के लिए लंबे समय उग्र सवाल के काले पदार्थ और कौन जानता है कि क्या अन्य सफलताओं हम कर रहे हैं के लिए इंतज़ार कर रही है?

"क्या मैं की जरूरत है एक superfluid मॉडल है? काफी नहीं है, कहते हैं Prescod-Weinstein है । — लेकिन ब्रह्मांड क्या कर सकते हैं । यह कर सकते हैं स्वाभाविक रूप से करने के लिए फार्म बोस condensates — आइंस्टीन की तरह, masers स्वाभाविक रूप से गठन में ओरियन नेबुला है । क्या मैं की जरूरत है, लेज़रों, अंतरिक्ष में? नहीं, लेकिन वे अच्छा कर रहे हैं."