Първобитните квантови флуктуации и създаването на космически структури
Стандартният модел на космологията (Lambda CDM, редуциране от Lambda Cold Dark Matter) е моделът, който понастоящем най-добре дава отговор на астрофизическите и космологичните наблюдения. Този модел произтича от Общата доктрина на относителността и допуска, че Вселената се състои от елементарна материя, тъмна материя, лъчения и тъмна сила.
От десетилетия се вършат опити да се разбере по какъв метод тези съставни елементи са довели до появяването на галактическите обекти и структури, които следим. Те включват клъстъри и суперклъстъри от галактики. Сега ново проучване демонстрира, че виновни за това са по този начин наречените квантови флуктуации.
(Не)гаусови квантови флуктуации
Квантовите флуктуации са инцидентни, непредсказуеми и краткотрайни промени, които настъпват в свойствата на частиците и физическите системи на доста малко, „ квантово “ равнище. Тези промени или флуктуации се дължат на вероятностния темперамент на субатомните частици и могат да се следят даже при доста ниски температури.
Стандартният космологичен модел допуска, че разстройствата в плътността в ранната Вселена следват Гаусов профил на плътността, т.е. те са под формата на камбановидна крива, наречена Гаусова крива.
В научна работа, оповестена неотдавна в списание Physical Review Letters, откриватели от Института „ Нилс Бор “, Автономния университет в Мадрид и Парижката лаборатория за научни проучвания (CNRS) изследват опцията тези квантови флуктуации да основават негаусови експоненциални репери. Тоест систематизиране, при което крайните области имат експоненциална форма, а не Гаусова. По този метод флуктуациите могат да имат директни последствия за образуването на галактическите структури.
Изключения от правилото
Експоненциалните репери, виновни за образуването на структурите във Вселената, към този момент са изследвани в подтекста на производството на първичните черни дупки.
В новото проучване се отбелязва, че те могат да играят основна роля и при образуването на широкомащабни структури, и се показва решение на други проблеми, свързани с модела Lambda CDM. Без да го разширяваме, защото той към този момент съдържа нужните съставки за пояснение на тези аномални наблюдения. Хосе Мария Ескиага, един от откривателите, провели изследването, съобщи:
„ Въпросът за това по какъв начин са се формирали структурите във Вселената е един от най-старите, само че от началото на 80-те години на предишния век той придобива ново измерение. По това време учените осъзнаха невероятната връзка сред по-малките и по-големите мащаби, при която квантовите флуктуации в ранната Вселена се разтягат от галактическата инфлация, което води до образуването на галактиките и едромащабните структури във Вселената. “
От квантовите флуктуации до колапса на галактическите обекти
По-специално откривателите са проучили опцията този механизъм да въздейства върху колапса на по-големите обекти, като да вземем за пример халото от тъмна материя, в което след това се образуват галактиките и галактическите купове.
Чрез пресмятане на някои фундаментални параметри, приемайки негаусови експоненциални репери, екипът открил, че първичната квантова дифузия фактически може да усили броя на огромните галактични купове посредством освобождението на халото от тъмна материя.
Следващата значима стъпка е цялостното потвърждаване на прогнозите на този модел с пробни данни. Новите наблюдения от галактическия телескоп „ Джеймс Уеб “ наподобяват в унисон с теоретичните прогнози на това проучване. Въпреки това ще би трябвало да изчакаме спомагателни потвърждения от астрономите, с цел да разберем изцяло тяхната подредба, и да изчакаме те да потвърдят тези непредвидени популации.
