Materi gelap adalah kunci dari teka-teki kosmik

Kita tidak tahu bagaimana medan magnet terbentuk. Kini, penelitian teoretis baru memberi tahu kita bagaimana bagian alam semesta yang tak kasat mata dapat membantu kita mendeteksinya, dan menunjukkan asal muasalnya, bahkan dalam waktu satu detik dari alam semesta. ledakan besar itu.

Lingkaran kecil materi gelap yang tersebar di seluruh alam semesta dapat berfungsi sebagai wahana yang sangat sensitif terhadap medan magnet purba. Hal inilah yang dihasilkan dari kajian teoritis yang dilakukan SISSA dan dimuat di majalah tersebut Surat ulasan fisik.

Medan magnet ada dalam skala yang sangat besar di mana pun di alam semesta. Namun asal muasalnya masih menjadi perdebatan di kalangan ulama. Kemungkinan yang menarik adalah bahwa medan magnet muncul dekat dengan kelahiran alam semesta itu sendiri, yaitu medan magnet purba.

Dalam studi tersebut, para peneliti menunjukkan bahwa jika medan magnet memang primitif, maka mereka dapat menyebabkan peningkatan gangguan kepadatan materi gelap dalam skala kecil. Efek akhir dari proses ini adalah pembentukan lingkaran cahaya kecil materi gelap, yang jika terdeteksi, akan menunjukkan sifat primordial medan magnet.

Jadi, dalam sebuah paradoks yang nyata, bagian tak terlihat dari alam semesta kita dapat berguna dalam menentukan sifat suatu komponen dari bagian yang terlihat.

Dalam studi tersebut, para peneliti menunjukkan bahwa jika medan magnet memang primitif, maka mereka dapat menyebabkan peningkatan gangguan kepadatan materi gelap dalam skala kecil. Efek akhir dari proses ini adalah pembentukan lingkaran cahaya kecil materi gelap, yang jika terdeteksi, akan menunjukkan sifat primordial medan magnet. Kredit: Lucy Krastica

Menyoroti pembentukan medan magnet

“Medan magnet ada di mana-mana di alam semesta,” jelas Pranjal Raligankar dari SISSA, penulis makalah tersebut. “Satu teori yang mungkin mengenai pembentukannya menunjukkan bahwa apa yang telah diamati sejauh ini mungkin dihasilkan pada tahap awal alam semesta kita. Namun, dugaan ini tidak memiliki penjelasan dalam Model Standar fisika.

Untuk menjelaskan aspek ini dan menemukan cara untuk mendeteksi medan magnet “primitif”, melalui penelitian ini kami mengusulkan metode yang dapat didefinisikan sebagai “tidak langsung”. Pendekatan kami didasarkan pada pertanyaan: Apa pengaruh medan magnet pada materi gelap? Diketahui tidak ada interaksi langsung. Namun, seperti yang dijelaskan Raligankar, “ada sesuatu yang tidak langsung terjadi melalui gravitasi.”

Berasal dari alam semesta primitif

Medan magnet purba dapat semakin mengganggu kepadatan elektron dan proton di alam semesta purba. Ketika mereka menjadi sangat besar, mereka mempengaruhi medan magnet itu sendiri. Hasilnya adalah penekanan fluktuasi skala kecil.

“Dalam penelitian tersebut, kami menunjukkan sesuatu yang tidak terduga,” jelas Raligankar. Peningkatan kepadatan baryon menyebabkan peningkatan gangguan materi gelap tanpa kemungkinan pembatalan selanjutnya. Hal ini akan menyebabkannya runtuh dalam skala kecil, menghasilkan lingkaran cahaya kecil materi gelap.

Hasilnya, lanjut penulis, adalah meskipun fluktuasi kepadatan materi barionik dapat dihilangkan, fluktuasi tersebut masih akan meninggalkan jejak pada lingkaran cahaya kecil, semuanya melalui interaksi gravitasi saja.

“Hasil teoritis ini juga menunjukkan bahwa kelimpahan halo kecil tidak ditentukan oleh keberadaan medan magnet purba saat ini, namun oleh kekuatannya di alam semesta purba,” Pranjal Raligankar menyimpulkan. Dengan demikian, penemuan lingkaran cahaya kecil materi gelap akan memperkuat hipotesis bahwa medan magnet terbentuk sangat awal, bahkan dalam waktu satu detik setelah Big Bang.

Referensi: “Halo mikro materi gelap dari medan magnet primordial” oleh Pranjal Raligankar, 8 Desember 2023, Surat ulasan fisik.
doi: 10.1103/PhysRevLett.131.231002