
暗物質- 施加重力但不與光相互作用的神秘物質 - 可能是由微小製成的黑洞滲透宇宙。根據一種新理論,這些黑洞可能是由費米球或亞原子顆粒的量子“袋子”製成的,被稱為費米子的量子“袋”,在宇宙嬰儿期間,它們在濃密的口袋中被煙熏在一起。
該理論可以解釋為什麼暗物質占主導地位。
“我們發現,在某些情況下,費米球是如此密集,以至於費米子彼此太近,觸發了費米球(Fermi Ball)的崩潰,”韓國首爾國立大學理論物理學中心(Ke-Pan Xie)ke-pan Xie ke-pan Xie告訴現場科學。
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還位於理論物理中心的西奧和合作者Kiyoharu Kawana已經設計了一種新的場景來解釋暗物質如何占主導地位:在宇宙不到一秒鐘不到第二個古老的轉變之中,這是一種舊的,一種新的粒子被捕獲到如此小的點,使他們變成了黑洞。然後,這些黑洞淹沒了宇宙,提供了解釋暗物質所需的重量。
原始黑洞的情況
天文學家和物理學家無法解釋深色物質,這是宇宙中從星係到宇宙網絡本身的每個大型結構的80%以上的神秘物質。
一種有趣的可能性是暗物質起源於黑洞。畢竟,黑孔像暗物質一樣發光。 Xie說:“作為一種非露骨和緊湊的物體,黑洞是暗物質的自然解釋。”
但是天文學家很長一段時間以來都知道正常的,恆星的黑洞無法解釋宇宙的暗物質。那是因為在宇宙歷史上沒有足夠的星星形成,以創建足夠的黑洞來解釋已知的暗物質。
但是宇宙的最早時刻具有一些令人難以置信的物理學。也許發生的任何事情都產生了數万億個較小的黑洞。這些黑洞可能一直持續到今天,有可能解決暗物質謎語。
但是要解釋暗物質,該理論必須製造足夠的黑洞。
一個泡沫的宇宙
Xie和Kawana在其模型中添加了幾種成分,這在6月份發表的Preprint數據庫的論文中進行了描述arxiv。 (該論文尚未經過同行評審。)他們從一個非常年輕,非常熱,非常密集的宇宙開始。這些極端條件允許在當今宇宙的正常情況下不會發生某些物理過程。
第一種成分是稱為標量場的東西,它是包含所有空間的量子機械實體。 (眾所周知的希格斯場(Iver Tride)是一個質量。)隨著宇宙的擴展和冷卻,標量場進行了相變,從一個量子機械狀態轉變為另一種量子機械狀態。
在整個宇宙中,這種階段過渡並非一次發生。取而代之的是,過渡開始然後蔓延的幾點 - 就像在一鍋沸水中合併以形成更大氣泡的幾個氣泡。
Xie說:“此過程稱為一階相變:從'液相'轉移到“氣相”的水轉移,後者首先以生長的氣泡而存在。”
新的標量場狀態稱為“基態”,從這些點上散開,就像一堆嘶啞的氣泡一樣。最終,氣泡完全合併,標量場完成了其過渡。
如何製作費米球
但是,為了製作深黑物質的原始黑洞,Xie和Kawana需要另一種成分。因此,他們為自己的模型添加了一種新型的費米昂。費米子是構成宇宙基礎的粒子類別。例如,構成體內原子的電子,質子和中子都是費米子。
在早期的宇宙中,這些費米子在標量場內自由移動。但是,根據Xie和Kawana烹飪的食譜,隨著相過渡的進行,這些費米子無法穿透宇宙新基態的小泡沫氣泡。
隨著氣泡的增長,費米子擠進了剩餘的口袋,成為費米球。那時,事情真的為他們開了。
那是因為在論文中提出的同樣的標量場和川娜(Xie and Kawana)造成的額外力量,被稱為Yukawa的相互作用。通常,費米斯不喜歡將其塞入小卷中,但是標量場增加了一種吸引人的力量,可以使他們淹沒這種自然的排斥。
例如,質子和中子是由甚至更細的顆粒製成的,稱為夸克。夸克是費米子,通常彼此討厭,但強大的力量將它們粘在一起。該力可以建模為Yukawa的互動,類似於Xie和Kawana模型中的早期物理學。
根據Xie和Kawana的理論,一旦Yukawa的吸引力佔據了景點,那就是小費米球的比賽。費米斯陷入了迅速變化的宇宙的小口袋,災難性地崩潰了,形成了大量的黑洞。
然後,這些黑洞在相過渡的盡頭倖存下來,以暗物質的形式淹沒了宇宙。
至少,這就是主意。這是一個激進的建議,但是當涉及到早期宇宙的物理學以及圍繞暗物質的奧秘時,我們需要一些激進的建議,以及健康的觀察,以取得進步。
最初發表在現場科學上。