Der größte Teil des Universums ist für unsere Augen unsichtbar, woraus es besteht, wir machen nur Vermutungen. Eine populäre Theorie besagt, dass dieser ganze Raum mit kalter dunkler Materie gefüllt ist und die Materie selbst aus einem exotischen Teilchen besteht, das sich normalerweise viel langsamer als die Lichtgeschwindigkeit bewegt. Obwohl dieses Modell äußerst erfolgreich ist und all die seltsamen Beobachtungen von Galaxien und ihren Strukturen erklären kann, hat es auch einige Nachteile.
Das Modell sagt viel mehr Materie in den Zentren von Galaxien voraus, als wir sehen können, und viel mehr kleine Begleitgalaxien, als wir erkennen können. Um ein solches Problem zu umgehen, beschlossen Wissenschaftler, kalte schwarze Materie ein wenig „verschwommen“ zu machen. Wenn diese dunkle Materie beispielsweise aus Teilchen besteht, die eine Sextillion mal kleiner als ein Elektron sind, dann wäre sie leicht genug, um ihre quantenmechanische wellenartige Natur in großem Maßstab zu manifestieren.
Durch das Verwischen dunkler Materie wäscht diese wellenartige Natur des Teilchens es effektiv über große Entfernungen aus, wodurch viele der Akkretionsprobleme gelöst werden, mit denen kalte dunkle Materie konfrontiert ist. Mit anderen Worten, dieses Modell verhindert, dass dunkle Materie Strukturen bildet, die kleiner als 1000 Lichtjahre sind.
In einer neuen Arbeit entwickelten Astronomen eine Computersimulation des frühen Universums und des Erscheinens der ersten Sterne. Sie ließen dunkle Materie „unscharf“ werden und beobachteten, wie dies die Evolution normaler Materie und die Entwicklung von Sternen veränderte. Die Entstehung von Sternen und Galaxien erfordert Dunkle Materie. Da sich das Universum ständig ausdehnt, braucht es viel Schwerkraft, um den Gasstrom zusammenzuziehen, um eine ausreichend hohe Dichte zu erreichen, um die Fusion auszulösen und die Sternentstehung zu starten. Und dafür gibt es einfach nicht genug normale Materie im Universum. Aber Klumpen dunkler Materie im frühen Universum dienen als Gravitationsinkubatoren und ziehen gewöhnliche Materie an, um Sterne und Galaxien zu bilden.
In ihren Simulationen fanden die Forscher heraus, dass dunkle Materie, wenn sie unscharf wird, die Art und Weise verändert, wie Sterne entstehen. In normaler, kalter dunkler Materie leuchten Sterne zunächst tief in winzigen diskreten Taschen, die über den gesamten Weltraum verstreut sind. Aber aus der unscharfen dunklen Materie werden zunächst riesige zweidimensionale Schichten geformt, die „Pfannkuchen“ ähneln. Der „Pfannkuchen“ zerfällt dann schnell in einzelne Taschen, die sich schließlich in Sterne verwandeln. Da XNUMXD-Pfannkuchen sehr massiv sind und schnell kollabieren, sind Sterne der ersten Generation viel größer als Szenarien aus kalter dunkler Materie vorhersagen. Aufgrund ihrer enormen Größe werden die Sterne nicht lange leben. Und im Handumdrehen würde die erste Generation von Sternen in einem heftigen Sturm von Supernova-Explosionen verschwinden. Von dort aus, wenn sich die "Pfannkuchen" auflösen, beginnt die normale Sternentstehung und das Universum wird dem unseren ähnlicher.
Obwohl das James-Webb-Weltraumteleskop die ersten Sterne, die im Universum erschienen, nicht direkt beobachten kann, ist es in der Lage, Bilder von einigen der ersten Galaxien zu erhalten, die die Überreste der ersten Generation von Sternen enthalten könnten. Und auch die Strahlungsreste des intensiven Supernova-Kreises. Wenn es jedoch um dunkle Materie geht, ist nicht abzusehen, was das Universum für uns bereithält.
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Zu einer Zeit, in der es meine schlanke Theorie gibt, die alles in die Regale stellt.
Das Zentrum des Universums besteht aus Fäden, die Zentren von Galaxien – aus Quarks, Sterne – aus Nukleonen und Planeten – aus Atomen