D’fhéadfadh scaipthe ábhar dorcha tarlú ag an athshondas ceart i réaltraí beaga

Ní fhéadfaidh cáithníní ábhair dhorcha scaipthe in aghaidh a chéile ach nuair a bhuaileann siad an fuinneamh ceart, de réir staidéir nua a foilsíodh sna Litreacha Athbhreithnithe Fhisiciúil. D’fhéadfadh sé seo a mhíniú cén fáth go dtógann réaltraí de mhéideanna éagsúla na cruthanna a dhéanann siad.

Is cineál mistéireach agus anaithnid ábhar é ábhar dorcha a chuimsíonn níos mó ná 80% den ábhar sa Cruinne inniu - a chreidtear a bheith freagrach as réaltaí agus réaltraí a fhoirmiú trína tharraingt imtharraingthe, rud a fhágann go bhfuil muid ann.

Mar a deir údar an pháipéir Hitoshi Murayama, Ollamh Berkeley de chuid Ollscoil California agus Institiúid Kavli um Fhisic agus Matamaitic Phríomh-Imscrúdaitheoir na Cruinne: “Is í an ábhar dorcha ár mamaí i ndáiríre a thug breith dúinn uile. Ach níor bhuail muid léi; ar bhealach éigin, d’éirigh muid scartha ag breith. Cé hí? Is í sin an cheist ba mhaith linn a fháil amach. "

Thug réalteolaithe faoi deara nach cosúil go gclúdaíonn an t-ábhar dorcha go mór i réaltraí beaga, ach buaileann a ndlús go géar i gcórais níos mó cosúil le braislí réaltraí. Is bhfreagra é an fáth go n-iompraíonn córais éagsúla ar bhealach difriúil (Kavli IPMU - Rinne Kavli IPMU an figiúr seo a mhodhnú bunaithe ar an íomhá a chreid NASA, STScI)

Fuair ​​réalteolaithe amach cheana féin nach cosúil go dtéann ábhar dorcha le chéile an oiread agus a thugann insamhaltaí ríomhaire le fios gur chóir dó. Más é domhantarraingt an t-aon fhórsa a thiomáineann ábhar dorcha, gan ach tarraingt agus gan brú, ansin ba chóir go mbeadh ábhar dorcha an-dlúth i dtreo lár réaltraí. Mar sin féin, i gcásanna áirithe - go háirithe réaltraí beaga laga ar a dtugtar sféaróideach dwarf - ní cosúil go n-éiríonn ábhar dorcha chomh dlúth agus a rabhthas ag súil leis i dtreo a n-ionad.

D’fhéadfaí an bhfreagra seo a réiteach má scaiptear ábhar dorcha lena chéile cosúil le liathróidí billiard, rud a ligfidh dóibh scaipeadh amach níos cothroime tar éis imbhualadh.

Fadhb amháin leis an smaoineamh seo ná gur cosúil go bhfuil ábhar dorcha ag bearradh i gcórais níos mó cosúil le braislí réaltraí. Cad a dhéanann iompar difriúil ar ábhar dorcha idir sféaróidigh dwarf agus braislí réaltraí? D’fhorbair an fhoireann idirnáisiúnta taighdeoirí ó institiúidí sa tSeapáin, sa Ghearmáin agus san Ostair, míniú a d’fhéadfadh an ríl seo a réiteach, agus ar deireadh a nochtadh cad is ábhar dorcha ann.

Míníonn an fisiceoir Síneach Xiaoyong Chu, taighdeoir iardhochtúireachta in Acadamh Eolaíochtaí na hOstaire: “Má scaiptear ábhar dorcha lena chéile ach ar luas íseal ach an-speisialta, is féidir go dtarlóidh sé go minic i sféaróideach dwarf áit a bhfuil sé ag bogadh go mall, ach tá sé annamh i mbraislí réaltraí ina bhfuil sé ag bogadh go gasta. Caithfidh sé athshondas a bhaint amach. "

Is feiniméan coitianta é athshondas a bhíonn againn gach lá. Mar shampla, cuireann Murayama in iúl, chun níos mó ocsaigine a bhaint as gloine fíona ionas go ligeann sé níos mó cumhra amach agus go laghdaíonn sé a bhlas, ní mór duit é a chasadh ar an luas ceart. Nó ar shean-raidió analógach, casann tú an dhiailiú chun an mhinicíocht cheart a fháil chun tiúnadh isteach sa stáisiún is fearr leat.

Tá amhras ar an bhfoireann gurb é seo go díreach an t-ábhar dorcha atá á dhéanamh.

Leanann Murayama ar aghaidh: “Chomh fada agus is eol dúinn, is é seo an míniú is simplí ar an bhfreagra. Tá sceitimíní orainn mar b’fhéidir go mbeidh a fhios againn cén t-ábhar dorcha atá ann go luath. "

Mar sin féin, tugann taighdeoir ón gColóim Camilo Garcia Cely, taighdeoir iardhochtúireachta ag an Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) sa Ghearmáin le fios nach raibh an fhoireann cinnte ar dtús go míneodh smaoineamh chomh simplí sin na sonraí i gceart.

Deir Cely: “Ar dtús, bhíomar beagáinín amhrasach go míneoidh an smaoineamh seo na sonraí breathnóireachta; ach nuair a thriail muid é, d’oibrigh sé mar charn! ”

Creideann an fhoireann nach timpiste ar bith é gur féidir le hábhar dorcha an nóta ceart cruinn a bhualadh.

Leanann Cely: “Tá go leor córais eile sa nádúr a thaispeánann timpistí den chineál céanna: i réaltaí buaileann cáithníní alfa athshondas de beirilliam, a bhuaileann athshondas carbóin ina dhiaidh sin, ag táirgeadh na mbloic thógála a thug beatha ar an Domhan. Tarlaíonn próiseas den chineál céanna le haghaidh cáithnín fo-adamhach ar a dtugtar phi. "

Leanann Chu ar aghaidh: “B’fhéidir gur comhartha é freisin go bhfuil níos mó toisí ag ár ndomhan ná mar a fheicimid. Má ghluaiseann cáithnín i toisí breise, tá fuinneamh aige.

“Dúinn nach bhfeiceann an ghné bhreise, is dóigh linn gur mais í an fuinneamh i ndáiríre, a bhuíochas sin do E = mc2 Einstein. B’fhéidir go mbogann cáithnín éigin dhá uair chomh tapa i ngné bhreise, rud a fhágann go bhfuil a mais dhá oiread níos mó ná mais an ábhair dhorcha. "

Is é an chéad chéim eile a bheidh ag an bhfoireann sonraí breathnóireachta a fháil a thacaíonn lena dteoiric.

Deir Murayama: “Más fíor é seo, nochtfaidh breathnóireacht amach anseo agus níos mionsonraithe ar réaltraí éagsúla go mbraitheann scaipeadh ábhair dhorcha ar a luas.”

Tá sé i gceannas ar ghrúpa idirnáisiúnta ar leithligh a bhfuil sé ar intinn aige é seo a dhéanamh go beacht ag baint úsáide as an Spectrograph Prime Focus nach bhfuil á thógáil. Suiteálfar ionstraim US $ 80 milliún ar theileascóp Subaru ar bharr Mauna Kea ar an Oileán Mór, Haváí, a bheidh in ann luas na mílte réalta i sféaróideach dwarf a thomhas.

Taighde bunaidh Litreacha Athbhreithnithe Fhisiciúil: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.071103

Foilsíodh ar dtús é ag sciscomedia.co.uk an 28 Feabhra, 2019.