La fel ca muștele prinse într-o pânză de păianjen de mătase, particulele fantomă cunoscute sub numele de neutrini sunt înfășurate într-o pânză cosmică de galaxii.
Nu au aproape nicio masă. Ele trec ca niște aparențe subatomice prin altă materie, abia interacționând cu ea.
Și totuși, aceste particule misterioase au modificat fundamental cursul universului, relevă noi cercetări.
Analizând mai mult de un milion de galaxii, oamenii de știință au stabilit modul în care gravitația neutrinilor a afectat în mod subtil locațiile în care galaxiile s-au întărit pentru prima dată după Big Bang. Rezultatele oferă o privire a ceea ce cred oamenii de știință este cel mai timpuriu moment observabil după Big Bang.
Noul rezultat „se adaugă la puterea convingerii noastre că am înțeles cu adevărat cum a evoluat universul de la aproximativ o secundă după Big Bang încoace”, a declarat co-autorul studiului Dan Green, cosmolog la Universitatea din California San Diego.
De la mizerie fierbinte la web fantomatică
La scurt timp după Big Bang, universul a fost o mizerie suflantă de neutrini, electroni, neutroni, protoni și fotoni. O secundă în interior, neutrinii - cea mai ușoară și cel mai puțin interacțiune dintre particule - au fost primii care s-au separat de restul materiei și au mers în spațiul în expansiune al universului la aproape viteza luminii. Oamenii de știință numesc această distribuție a primilor neutrini pe fundalul neutrinului cosmic.
Avansa repede aproximativ 380.000 de ani, iar universul s-a răcit suficient încât protonii și electronii s-au înghețat în atomi și au eliberat prima lumină a universului - fundalul microundelor cosmice. Expansiunea rapidă spre exterior a particulelor a încetinit pe măsură ce atomii, smulși de gravitație, au început să se aglomereze. Orele suplimentare, galaxii însămânțate în grupurile cu densitate mai mare, formând în cele din urmă rețeaua galaxiilor vizibile în universul de astăzi.
Fundalul cosmic cu microunde poate oferi o imagine a distribuției inițiale a materiei în universul destul de timpuriu. Dar protonii și electronii nu au fost singurele lucruri care afectează structura universului - neutrinii au jucat și ei un rol.
Deoarece neutrinii au fost pentru prima dată să părăsească supa de particule și au interacționat cu greu cu nimic, aceștia s-au înfășurat în locații ușor diferite decât aglomerațiile de atomi. Astfel, oamenii de știință au ipotezat, au lăsat un efect ușor, dar vizibil asupra structurii pânzei cosmice. Studiind 1,2 milioane de galaxii, oamenii de știință au confirmat că gravitația neutrinilor a modificat ușor structura web. Rezultatele lor au fost publicate în 25 februarie în revista Nature Physics.
Anterior, oamenii de știință au văzut doar indicii indirecte ale efectelor neutrinilor în fundalul microundelor cosmice. „Aceasta este prima dovadă din distribuția materiei și a galaxiilor”, a spus Green pentru Live Science
În timp ce fundalul cu microunde cosmic oferă o imagine a universului după câteva sute de mii de ani, fundalul neutrino cosmic poate re-crea primele mii de secunde, oferind cel mai timpuriu aspect asupra universului observabil.
Astăzi, neutrinii continuă să eludeze oamenii de știință care îi studiază, deoarece interacționează atât de slab cu atomii, materia întunecată și chiar și alți neutrini. Noile rezultate, care prezintă o interacțiune slabă între neutrini și materie, pot ajuta, de asemenea, oamenii de știință să înțeleagă mai bine aceste particule evazive la scări mai mici aici, pe Pământ, a spus Green Science.
„Există o legătură strânsă între studiile la scară largă și la scară mică ale neutrinilor”, a declarat Bill Louis, fizician la Laboratorul Național Los Alamos, care nu a fost implicat în noua cercetare. "Combinarea la scară largă și la scară mică a studiilor ne va ajuta să înțelegem mai multe despre neutrinos și cosmologie."
Descoperirea poate fi chiar în măsură să determine dacă există și un alt tip de neutrino în plus față de cei trei deja cunoscuți, Louis a spus pentru Live Science.
