Theo các tính toán mới từ các nhà khoa học tại Đại học Zurich, được công bố trên tạp chí Thiên nhiên tuần này, các ma quỷ của vật chất tối nặng như trái đất và lớn như hệ mặt trời của chúng ta là những cấu trúc đầu tiên hình thành trong vũ trụ.
Các nhà khoa học cho biết, thiên hà của chúng ta vẫn chứa bốn triệu khối lượng halos này với một lượng dự kiến sẽ đi qua Trái đất cứ sau vài nghìn năm, để lại một vệt tia gamma sáng, có thể phát hiện được sau khi thức dậy. Ngày qua ngày, vô số hạt vật chất tối ngẫu nhiên rơi xuống Trái đất và xuyên qua cơ thể chúng ta mà không bị phát hiện.
Giáo sư Ben Moore thuộc Viện Vật lý lý thuyết tại Đại học Zurich, đồng tác giả của báo cáo về thiên nhiên, cho biết. . Những cấu trúc này, các khối xây dựng của tất cả những gì chúng ta thấy ngày nay, bắt đầu hình thành sớm, chỉ khoảng 20 triệu năm sau vụ nổ lớn.
Vật chất tối bao gồm hơn 80 phần trăm khối lượng của vũ trụ, nhưng bản chất của nó vẫn chưa được biết. Nó dường như khác về bản chất với các nguyên tử tạo nên vật chất xung quanh chúng ta. Vật chất tối chưa bao giờ được phát hiện trực tiếp; sự hiện diện của nó được suy ra thông qua ảnh hưởng của nó đối với vật chất thông thường.
Các nhà khoa học Zurich dựa trên tính toán của họ dựa trên ứng cử viên hàng đầu cho vật chất tối, một hạt lý thuyết gọi là neutino, được cho là đã được tạo ra trong vụ nổ lớn. Kết quả của họ kéo theo vài tháng khủng hoảng số trên zBox, một siêu máy tính mới được thiết kế và chế tạo tại Đại học Zurich của Moore và Tiến sĩ. Joachim Stadel và Juerg Diemand, đồng tác giả của báo cáo.
Cho đến 20 triệu năm sau vụ nổ lớn, vũ trụ gần như trơn tru và đồng nhất?, Moore nói. Nhưng sự mất cân bằng nhỏ trong phân phối vật chất cho phép trọng lực tạo ra cấu trúc quen thuộc mà chúng ta thấy ngày nay. Các khu vực có mật độ khối lượng cao hơn thu hút nhiều vật chất hơn và các khu vực có mật độ thấp hơn vật chất bị mất. Vật chất tối tạo ra các giếng hấp dẫn trong không gian và vật chất thông thường chảy vào chúng. Các thiên hà và các ngôi sao bắt đầu hình thành do kết quả khoảng 500 triệu năm sau vụ nổ lớn, trong khi vũ trụ là 13,7 tỷ năm tuổi.
Sử dụng siêu máy tính zBox khai thác sức mạnh của 300 bộ xử lý Athlon, nhóm nghiên cứu đã tính toán cách thức các neutino được tạo ra trong vụ nổ lớn sẽ phát triển theo thời gian. Neutino từ lâu đã là một ứng cử viên được ưa chuộng cho vật chất tối lạnh, có nghĩa là nó không di chuyển nhanh và có thể kết tụ lại với nhau để tạo ra một lực hấp dẫn. Các neutino chưa được phát hiện. Đây là một hạt siêu đối xứng được đề xuất, một phần của lý thuyết cố gắng khắc phục sự không nhất quán trong mô hình chuẩn của các hạt cơ bản.
Trong hai thập kỷ qua, các nhà khoa học đã tin rằng các neutino có thể tạo thành các khối vật chất tối khổng lồ và bao phủ toàn bộ các thiên hà ngày nay. Những gì đã xuất hiện từ tính toán siêu máy tính của nhóm Zurich ZBox là ba sự kiện mới và nổi bật: Các nửa khối lượng trái đất được hình thành đầu tiên; những cấu trúc này có lõi cực kỳ dày đặc cho phép các tứ phương tồn tại qua các thời đại trong thiên hà của chúng ta; Ngoài ra, các quầng vật chất tối thiểu thu nhỏ này di chuyển qua các thiên hà chủ của chúng và tương tác với vật chất thông thường khi chúng đi ngang qua. Thậm chí có khả năng những con quỷ này có thể gây nhiễu đám mây sao Oort vượt xa Sao Diêm Vương và gửi các mảnh vỡ qua hệ mặt trời của chúng ta.
? Việc phát hiện các halino neutino này rất khó nhưng có thể?, Nhóm nghiên cứu cho biết. Các quầng sáng liên tục phát ra các tia gamma, dạng ánh sáng có năng lượng cao nhất, được tạo ra khi các neutino va chạm và tự hủy.
Một vầng hào quang đi qua trong cuộc đời của chúng ta (chúng ta nên may mắn như vậy), sẽ đủ gần để chúng ta dễ dàng nhìn thấy một vệt sáng của tia gamma, ông Hay cho biết, bây giờ tại Đại học California ở Santa Cruz.
Tuy nhiên, cơ hội tốt nhất để phát hiện các neutino là ở các trung tâm thiên hà, nơi mật độ vật chất tối là cao nhất, hoặc ở trung tâm của các halo neutino khối lượng Trái đất di cư này. Các vùng dày đặc hơn sẽ tạo ra cơ hội va chạm neutino lớn hơn và do đó nhiều tia gamma hơn. Điều này vẫn khó phát hiện, như cố gắng nhìn thấy ánh sáng của một ngọn nến duy nhất được đặt trên Sao Diêm Vương, ông Diễm nói.
Nhiệm vụ NASA NASA GLAST, được lên kế hoạch ra mắt vào năm 2007, sẽ có khả năng phát hiện các tín hiệu này nếu chúng tồn tại. Các đài quan sát tia gamma trên mặt đất như VERITAS hoặc MAGIC cũng có thể phát hiện các tia gamma từ các tương tác neutino. Trong vài năm tới, Máy va chạm Hadron lớn tại CERN ở Thụy Sĩ sẽ xác nhận hoặc loại trừ các khái niệm về siêu đối xứng.
Hình ảnh và hình ảnh động của máy tính về quầng neutino và cấu trúc ban đầu trong vũ trụ dựa trên mô phỏng máy tính có sẵn tại http://www.nbody.net
Albert Einstein và Erwin Schr. Dinger là một trong những giáo sư trước đây làm việc tại Viện Vật lý lý thuyết tại Đại học Zurich, người đã đóng góp đáng kể cho sự hiểu biết của chúng ta về nguồn gốc của vũ trụ và cơ học lượng tử. Năm 2005 là một trăm năm của Einstein, công trình đáng chú ý nhất trong vật lý lượng tử và thuyết tương đối. Năm 1905 Einstein lấy bằng tiến sĩ tại Đại học Zurich và xuất bản ba bài báo thay đổi khoa học.
Lưu ý cho các biên tập viên: Siêu máy tính cải tiến được thiết kế bởi Joachim Stadel và Ben Moore là một khối gồm 300 bộ xử lý Athlon được kết nối với nhau bởi một mạng tốc độ cao hai chiều từ Dolphin / SCI và được làm mát bằng hệ thống luồng khí được cấp bằng sáng chế. Tham khảo http://krone.physik.unizh.ch/~stadel/zBox/ để biết thêm chi tiết. Stadel, người đứng đầu dự án, lưu ý: Đây là một nhiệm vụ khó khăn khi lắp ráp một siêu máy tính đẳng cấp thế giới từ hàng ngàn linh kiện, nhưng khi nó được hoàn thành thì nó là nhanh nhất ở Thụy Sĩ và siêu máy tính mật độ cao nhất thế giới. Mã mô phỏng song song chúng tôi sử dụng để phân tách phép tính bằng cách phân phối các phần riêng biệt của vũ trụ mô hình cho các bộ xử lý khác nhau.
Nguồn gốc: Viện Vật lý lý thuyết? Đại học Zurich Tin tức phát hành
