Heiße dunkle Materie - Hot dark matter

Heiße dunkle Materie ( HDM ) ist eine theoretische Form der dunklen Materie, die aus Partikeln besteht, die sich mit ultrarelativistischen Geschwindigkeiten fortbewegen .

Dunkle Materie ist eine Form von Materie, die weder Licht emittiert noch absorbiert. In der Physik ist dieses Verhalten dadurch gekennzeichnet, dass dunkle Materie nicht mit elektromagnetischer Strahlung interagiert , wodurch sie dunkel wird und über herkömmliche Instrumente in der Physik nicht mehr nachweisbar ist. Daten aus Galaxienrotationskurven zeigen, dass ungefähr 80% der Masse einer Galaxie nicht sichtbar sind, was die Forscher dazu zwingt, Wege zu finden, die sie indirekt durch die Auswirkungen der Dunklen Materie auf Gravitationsschwankungen erfassen. Wie wir weiter unten sehen werden, ist es nützlich, dunkle Materie in "heiße" (HDM) und " kalte " (CDM) Typen zu unterscheiden - einige deuten sogar auf einen Mittelweg von "warmer" dunkler Materie (WDM) hin. Die Terminologie bezieht sich auf die Masse der Partikel der dunklen Materie (die die Geschwindigkeit bestimmt, mit der sie sich fortbewegen): HDM bewegt sich schneller als CDM, da theoretisch angenommen wird, dass die HDM-Partikel eine geringere Masse haben.

Rolle bei der Galaxienbildung

Künstlerische Darstellung der dunklen Materie rund um die Milchstraße. Gutschrift: ESO / L. Calçada

In Bezug auf seine Anwendung könnte die Verteilung der heißen dunklen Materie auch dazu beitragen, zu erklären, wie sich Cluster und Supercluster von Galaxien nach dem Urknall gebildet haben . Theoretiker behaupten, dass es zwei Klassen dunkler Materie gibt: 1) jene, die sich "um einzelne Mitglieder eines Clusters sichtbarer Galaxien versammeln" und 2) jene, die "die Cluster als Ganzes" umfassen. Da kalte dunkle Materie eine geringere Geschwindigkeit besitzt, könnte sie die Quelle für "kleinere, galaxiengroße Klumpen" sein, wie im Bild gezeigt. Heiße dunkle Materie sollte also der Bildung größerer Massenaggregate entsprechen, die ganze Galaxienhaufen umgeben. Die vom COBE- Satelliten gemessenen Daten der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung sind jedoch sehr gleichmäßig, und solche Teilchen mit heißer dunkler Materie mit hoher Geschwindigkeit können keine Klumpen bilden, die so klein sind wie Galaxien, beginnend mit einem so glatten Anfangszustand, was eine Diskrepanz in was hervorhebt Die Theorie der dunklen Materie und die tatsächlichen Daten sagen. Theoretisch ist es zur Erklärung relativ kleinräumiger Strukturen im beobachtbaren Universum notwendig, kalte dunkle Materie oder WDM aufzurufen. Mit anderen Worten, heiße dunkle Materie als einzige Substanz zur Erklärung der Bildung kosmischer Galaxien ist nicht mehr lebensfähig, da heiße dunkle Materie unter den größeren Schirm der Theorie der gemischten dunklen Materie (MDM) gestellt wird.

Neutrinos

Ein Beispiel für ein heißes Teilchen der dunklen Materie ist das Neutrino . Neutrinos haben sehr kleine Massen und nehmen nicht an zwei der vier Grundkräfte teil, der elektromagnetischen Wechselwirkung und der starken Wechselwirkung . Sie interagieren durch die schwache Wechselwirkung und die Schwerkraft , sind jedoch aufgrund der schwachen Stärke dieser Kräfte schwer zu erkennen. Eine Reihe von Projekten, wie das Super-Kamiokande- Neutrino-Observatorium in Gifu , Japan, untersuchen derzeit diese Neutrinos.

Siehe auch

Verweise

Weiterführende Literatur

Externe Links