Pelastiko painovoima maailmankaikkeuden 'Jumalapartikkeli' Higgs Bosonilta?

Tähtitaivas IC 2944

Näkymä tähtien lastentarhasta IC 2944 Euroopan eteläisen observatorion erittäin suuresta teleskoopista Chilessä. Eurooppalaisten tutkijoiden uusi tutkimus viittaa siihen, että painovoima pelasti lapsen maailmankaikkeuden Higgsin bosonin aiheuttamalta romahtamiselta. (Kuvaluotto: ESO)



Hiljattain löydetty Higgsin bosoni, joka auttaa antamaan hiukkasille niiden massan, olisi voinut tuhota maailmankaikkeuden pian sen syntymän jälkeen ja aiheuttaa maailmankaikkeuden romahtamisen heti alkuräjähdyksen jälkeen. Mutta painovoima, voima, joka pitää planeetat ja tähdet yhdessä, olisi saattanut estää tämän tapahtumasta, tutkijat sanovat.



Vuonna 2012 tutkijat vahvistivat kauan etsityn havaitsemisen Higgsin bosoni , joka tunnetaan myös lempinimeltään `` jumalapartikkeli '', planeetan tehokkaimmassa hiukkaskiihdyttimessä (Large Hadron Collider, LHC). Tämä hiukkanen auttaa antamaan massaa kaikille alkuhiukkasille, joilla on massa, kuten elektroneille ja protoneille. Alkuainehiukkaset, joilla ei ole massaa, kuten valoa muodostavat fotonit, eivät saa massaa Higgsin bosonista.

Kokeet, jotka havaitsivat Higgsin bosonin, paljastivat, että sen massa oli 125 miljardia elektronivolttia tai yli 130 kertaa protonin massa. Tämä löytö johti kuitenkin mysteeriin - tuossa massassa, Higgsin bosonissa olisi pitänyt tuhota maailmankaikkeus juuri alkuräjähdyksen jälkeen. [ Alkuräjähdys nyt 10 helpolla askeleella ]



Tämä johtuu siitä, että Higgsin hiukkaset houkuttelevat toisiaan suurilla energioilla. Jotta tämä tapahtuisi, energioiden on oltava poikkeuksellisen korkeita, '' vähintään miljoona kertaa korkeampia kuin LHC voi saavuttaa '', tutkimuksen toinen kirjoittaja Arttu Rajantie, teoreettinen fyysikko Lontoon Imperial Collegesta, kertoi guesswhozoo.comille.

Heti alkuräjähdyksen jälkeen oli kuitenkin tarpeeksi energiaa saada Higgsin bosonit houkuttelemaan toisiaan. Tämä olisi voinut johtaa siihen, että varhainen maailmankaikkeus supistui laajentumisen sijasta ja tukahdutti sen pian syntymän jälkeen.

'The Hiukkasfysiikan vakiomalli , jota tutkijat selittävät alkeishiukkasille ja niiden vuorovaikutukselle, ei ole toistaiseksi antanut vastausta siihen, miksi maailmankaikkeus ei romahtanut alkuräjähdyksen jälkeen, Rajantie sanoi lausunnossaan .



Useat tutkijat olivat ehdottaneet, että uudet fysiikan lait tai vielä löytämättömät hiukkaset olisivat saattaneet vakauttaa maailmankaikkeuden Higgsin bosonin aiheuttamasta vaarasta. Nyt Rajantie ja hänen kollegansa ovat havainneet, että painovoima voisi ratkaista tämän mysteerin.

Painovoima on seurausta siitä, että massat vääristävät tilan ja ajan kangasta. Jos haluat kuvitella tämän, ajattele, kuinka keilapallot vääristävät kumimattoja, joilla he istuvat.

Varhainen maailmankaikkeus oli hyvin tiheä, koska sillä ei ollut vielä ollut mahdollisuutta laajentua paljon. Tämä tarkoitti, että avaruus-aika oli tuolloin hyvin kaareva.



Tutkijoiden laskelmat paljastivat, että kun avaruus-aika on suuresti kaareva, Higgsin bosoni kasvaa massassa. Tämä olisi myös lisännyt tarvittavaa energiamäärää saadakseen Higgsin bosonit houkuttelemaan toisiaan estäen kaiken epävakauden, joka olisi saattanut romahtaa varhaisen maailmankaikkeuden.

Nyt kun Rajantie ja hänen kollegansa ovat paljastaneet, että painovoiman ja Higgsin välisellä vuorovaikutuksella oli tärkeä rooli varhaisessa maailmankaikkeudessa, he haluavat oppia lisää tämän vuorovaikutuksen vahvuudesta. Tähän voisi kuulua sen tarkastelu, kuinka varhainen maailmankaikkeus kehittyi käyttämällä tietoja Euroopan avaruusjärjestön nykyisistä ja tulevista tehtävistä, joiden tarkoituksena on mitata kosminen mikroaaltosäteily , jotka muodostavat alkuräjähdyksestä jäljelle jääneet kaiut, Rajantie sanoi. Siihen voi kuulua myös painovoima-aaltojen tutkiminen, jotka ovat näkymättömiä väreitä kiihtyvien massojen aikaansaaman aika-ajan kankaassa, hän sanoi.

Tutkimus on yksityiskohtainen Physical Review Letters -lehden 17. marraskuuta.

Seuraa meitä @Spacedotcom , Facebook ja Google+ . Alkuperäinen artikkeli aiheesta guesswhozoo.com .