Bentuk benda gelap kental yang aneh, yang merupakan sebahagian besar jirim di alam semesta, boleh memberi kesan mengejutkan pada evolusi awalnya - dan menjadikan riak dari Big Bang lebih mudah dikesan. Telah diketahui bahawa bahan gelap adalah bahan misteri yang membentuk 80% zat di dunia kita, tetapi berinteraksi dengan bahan biasa hanya secara graviti. Pada masa ini, calon yang paling popular untuk bahan gelap dianggap sebagai WIMP (WIMP), zarah berukuran besar yang berinteraksi lemah, tetapi dekad mencari zarah ini tidak menghasilkan apa-apa. WIMP juga meramalkan perkara-perkara tertentu yang tidak kita lihat di Alam Semesta, seperti sekumpulan galaksi mini di sekitar Bima Sakti.
Terdapat calon bahan gelap yang lain. Sebagai contoh, Paul Shapiro dari University of Texas di Austin dan rakan-rakannya sebelum ini menyiasat satu bentuk alternatif bahan gelap, yang merangkumi zarah-zarah yang disebut boson, yang - tidak seperti WIMP dan bahan biasa - boleh berada dalam keadaan kuantum yang sama. Harta ini juga memungkinkan mereka bergabung menjadi keadaan jirim yang aneh dan kental - kondensat Bose-Einstein (BEC), di mana populasi zarah berkelakuan seperti objek kuantum tunggal.
Sekarang Shapiro dan pelajar siswazahnya Buha Li sedang mengkaji bagaimana bentuk bahan gelap ini dapat mempengaruhi alam semesta awal.
Pertumbuhan pertumbuhan
Ahli kosmologi terbiasa berfikir bahawa pada saat-saat pertama keberadaannya, alam semesta mengalami lonjakan pertumbuhan yang pesat. Pengembangan ini, yang berlaku dalam beberapa saat pertama setelah Big Bang, disebut inflasi dan seharusnya mengirim riak relativistik melalui masa-masa - primordial (atau primitif, sebut apa yang anda mahu) gelombang graviti.
Ahli fizik berpendapat bahawa mereka melihat bukti gelombang ini ketika mereka bekerja dengan teleskop BICEP2 pada tahun 2013, tetapi ini tidak berlaku. Tetapi pada awal tahun ini, eksperimen LIGO menyaksikan gelombang graviti dari lubang hitam bertembung, yang membuktikan bahawa gelombang tersebut sebenarnya wujud.
Dalam gambar standard, gelombang graviti primordial ini harus begitu kecil sehingga LIGO tidak akan dapat melihatnya. "Sesuatu yang sama sekali berbeza berlaku dalam model kami," kata Shapiro. "Bahan gelap mengubah tingkah lakunya jika kita kembali pada masa yang lalu."
Video promosi:
Walaupun bahan gelap yang kental berkelakuan sama seperti yang dilakukan oleh WIMP hari ini, perhitungan saintis menunjukkan bahawa pada peringkat awal tingkah lakunya berubah: ia tidak bertindak seperti bahan, tetapi seperti radiasi. Melangkah lebih jauh ke masa lalu, bahan gelap lebih padat dan berkelakuan seperti cecair, menahan mampatan.
"Ketika kita berusaha memecahkannya, kita harus ingat tekanan," kata Shapiro. - Apabila anda mengumpulkannya dalam timbunan, ia akan membengkak kembali. Kami seolah-olah memenuhi Alam Semesta dengan cecair."
Para saintis tidak menyangka akan menemui ini.
Keanjalan ini bermaksud bahawa bahan gelap likat aneh ini mungkin telah melambatkan kadar pengembangan alam semesta pada masa itu. Bermula pada akhir inflasi, alam semesta akan berkembang dengan lebih perlahan dengan bahan gelap daripada tanpanya.
Tetapi gelombang graviti utama seharusnya menembusi Alam Semesta muda dengan kelajuan yang sama seperti sebelumnya. Dan kerana lebih mudah dicetak dengan latar belakang, mereka mungkin lebih mudah dilihat.
Gelombang primer
Dalam ceramah di sebuah perjumpaan Persatuan Fizikal Amerika di Salt Lake City, Utah, bulan lalu, beberapa saintis mengatakan bahawa bahan gelap seperti itu dapat menekan pengembangan sehingga gelombang gravitasi primordial dapat dikesan oleh pasukan LIGO.
"Dalam sejarah standard, tanpa masalah gelap kita, mereka akan berada di bawah had di mana pengesan gelombang graviti, semasa atau masa depan, dapat mengesannya. Tetapi model kami menunjukkan bahawa masih ada harapan."
Tanya Rejimbo dari pasukan LIGO menunjukkan bahawa kerana tidak banyak yang kita tidak tahu seperti apa alam semesta awal, mustahil untuk mengatakan dengan pasti mengenai kemungkinan tersebut. Pada pendapatnya, tidak ada jaminan bahawa gelombang ini ada atau pengesan masa depan kita akan dapat melihatnya. Tetapi karya ini menarik kerana memberikan peluang seperti itu.
ILYA KHEL
