As galáxias e outras estruturas que vemos no universo são feitos predominantemente de matéria escura undected. "Estamos muito animado, porque acreditamos que estamos no limiar de uma grande descoberta", disse Michael Turner, diretor do Instituto Kavli de Física Cosmológica na Universidade de Chicago, em uma conferência da Associação Americana para o Avanço da Ciência ( AAAS). A existência de matéria escura representa uma séria ameaça para o chamado modelo padrão da física, principalmente porque ele não explica a gravidade.
"No lado cosmologia agora entendemos que essa misteriosa matéria escura une nossa galáxia e do resto do Universo", disse Turner. "E a coisa tentadora do lado cosmologia é que temos um caso hermético que a matéria escura é feita de algo novo ... não há nenhuma partícula no modelo padrão que pode explicar a matéria escura."
"A verdadeira questão é por que a matéria escura tem seis vezes a energia que está na matéria comum," disse Lisa Randall, da Universidade de Harvard . "Poderia ser 10 trilhões vezes maior ... Este é um sinal intrigante que há talvez alguma outra interação que podemos detectar."
O detetive matéria escura final é o novo Espectrômetro Magnético Alfa , também designado AMS-02, uma partícula módulo experimento de física a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) , que capta os raios gama provenientes de colisões de partículas de matéria escura.
Funções AMS por amostragem essas partículas de alta energia do espaço profundo. A sensibilidade do AMS é mais do que 100 a 1.000 vezes mais sensível do que os instrumentos anteriores. Os primeiros resultados serão publicados em duas a três semanas, de acordo com Samuel Ting , prêmio Nobel e professor doInstituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) , que é o mentor do projeto de dois bilhões de dólares. Suas experiências ajudarão os pesquisadores a estudar a formação do universo e busca por evidências de matéria escura e antimatéria.
O dispositivo está equipado com mais de 300.000 canais de dados que necessitam de compressão com um computador de bordo antes que a informação pode ser transmitida para terra. "A estação espacial [dispositivo AMS] pode detectar partículas de energia praticamente ilimitada", diz o Dr. Ting, o que significa que ele também pode caçar galáxias propostas feitos de matéria escura indescritível.
Ting supervisiona um membro da equipe global de 500 cientista a trabalhar neste projeto de US $ 1,5 bilhões, possível devido presidente dos EUA, Barack Obama, que propôs estender a estação de espaço para um mínimo de 5 anos além de 2015, com um orçamento adicional de 3 bilhões de dólares por ano.
Em entrevista à BBC News Ting declarou: "Este é realmente o primeiro detector de física muito, muito precisa de partículas. Você entra em um domínio totalmente novo. É muito difícil prever o que vai encontrar. "
Espaciais espectrômetros não são algo novo, mas este instrumento é particularmente importante porque representa o primeiro de seu tipo a ter um ímã supercondutor de órbita baixa da Terra. A comunidade internacional espera que a física, por meio de medidas coletadas com a AMS, eles vão ser capazes de responder a pelo menos uma pequena parte do ainda-não respondidas, questões relacionadas com o universo que lidam com as origens eo futuro do cosmos.
Suas observações provavelmente construir sobre aqueles obtidos pelo satélite italiano Pamela, um observador de partículas de alta energia, lançado em 2006. Este observatório já reuniu algumas pistas interessantes sobre a identificação das primeiras peças claras evidências sobre a matéria escura, ea AMS terá a capacidade de permanentemente confirmar ou negar estes resultados, ea matéria escura / teoria da energia escura como um todo. *
A matéria escura compõe cerca de 23 por cento do conteúdo massa-energia do universo, mesmo que nós não sabemos o que é ou ainda têm que ver diretamente (o que é por isso que é chamado de "escuro").
A imagem acima é um dos mapas mais detalhados de matéria escura no universo já criado. A localização da matéria escura (tingido de azul) foi inferida através de observações de ampliadas e distorcidas galáxias distantes visto nesta imagem.
"Descobrir o que é a matéria escura tornou-se um problema que astrofísicos, cosmólogos e físicos de partículas todos querem resolver, porque a matéria escura é fundamental para a nossa compreensão do universo", diz Michael S. Turner - Rauner Distinguished Service Professor e Diretor do Instituto Kavli de Física Cosmológica na Universidade de Chicago.
"Nós agora temos uma hipótese convincente, ou seja, que a matéria escura é composta por WIMPs (Fracamente Interagindo Partículas maciça ), partículas que não irradiar luz e interagir raramente com a matéria comum. Depois de décadas de tentar descobrir como testar a idéia de que matéria escura é feita de WIMPs, temos três maneiras de testar esta hipótese. melhor de tudo, todos os três métodos estão se fechando em ser capaz de confirmar ou refutar a WIMP. Assim, as estrelas têm realmente alinhados. "
Um cosmólogo teórico formado em física de partículas e astrofísica ambos, Michael Turner cunhou o termo "energia escura" prazo e ajudou a estabelecer o campo interdisciplinar que combina cosmologia e física de partículas elementares.
"Dez anos atrás", diz Turner, "Eu não acho que você teria astrónomos descobriram, cosmólogos e físicos de partículas todos concordando que a matéria escura foi muito importante. E agora, o que fazem. E todos eles acreditam que podem resolver o problema em breve. É maravilhoso ouvir os físicos de partículas explicar a evidência de matéria escura, e vice-versa astrônomos explicando WIMPs como matéria escura ".
"Como os cosmólogos", disse Rocky Kolb , que estuda a aplicação de partículas elementares da física aoUniverso primordial , e é co-autor, com Michael Turner do início do universo, o livro padrão em física de partículas e cosmologia ", um dos nosso trabalho é entender o que o universo é feito. Para uma boa aproximação, as galáxias e outras estruturas que vemos no universo são feitos predominantemente de matéria escura. Concluímos este a partir de um corpo enorme de provas, e agora nós precisamos descobrir o que exatamente é a matéria escura. A emoção agora é que está se aproximando de uma resposta, e apenas uma vez na história dos seres humanos alguém vai descobrir. "
"Nada na cosmologia faz sentido sem matéria escura, diz Turner." Nós precisávamos para formar galáxias, estrelas e outras estruturas no Universo. E por isso é absolutamente central para a cosmologia. Sabemos, também, que nenhuma das partículas conhecidas de existir pode ser a partícula de matéria escura. Por isso, tem de ser uma nova partícula da natureza. Notavelmente, nossa hipótese mais conservadora agora é que a matéria escura é uma nova forma de matéria - lá fora para ser descoberto e para nos ensinar sobre a física de partículas ".
"A matéria escura é absolutamente central para a cosmologia, disse Turner," e as evidências para isso vem de muitos diferentes medições: a quantidade de deutério produzido no Big Bang, a radiação cósmica de fundo, a formação da estrutura no Universo, curvas de rotação de galáxias , lente gravitacional, e assim por diante. "
"Há cinco vezes mais matéria escura do que matéria comum, e sua existência nos permite compreender a história do universo início de uma sopa de partículas sem forma até onde estamos hoje", disse Turner. "Se você disse, 'Você não tem mais matéria escura," o nosso atual modelo cosmológico entraria em colapso. Nós seria voltar à estaca zero. "
"Partículas de matéria escura, ou fracos", disse Turner, "não interagem com a matéria comum, muitas vezes. Levou 25 anos para melhorar a sensibilidade dos nossos detectores por um fator de um milhão, e agora eles têm uma boa chance de detectar a partículas de matéria escura. Devido aos desenvolvimentos tecnológicos, pensamos que estamos à beira de uma detecção direta. Da mesma forma para a detecção indireta. Agora temos instrumentos, como o satélite Fermi (o Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray) eo detector IceCube (o Observatório de Neutrinos IceCube no Pólo Sul), que pode detectar as partículas ordinárias (pósitrons, raios gama ou neutrinos) que são produzidos quando partículas de matéria escura aniquilar, indiretamente, permitindo que a matéria escura para ser detectado. IceCube é grande o suficiente para detectar neutrinos que são produzidos por escuras aniquilação de matéria do sol. "
Respondendo a observação de que a partícula de matéria escura pode não ser detectável, Turner disse que de 20 a 30 anos, a idéia de que a matéria escura é parte de uma teoria unificada tem sido o nosso Santo Graal e levou à hipótese de WIMP ea crença de que o partícula de matéria escura é detectável. "Mas há uma nova geração de físicos que está dizendo, 'Bem, não há uma visão alternativa. Matéria escura é realmente apenas a ponta de um iceberg de um outro mundo que não tem relação com o nosso mundo. E eu não posso mesmo dizer-lhe sobre aquele mundo. Não há regras para esse outro mundo, pelo menos, que nós sabemos ainda. "
Infelizmente, este ponto de vista pode ser correta e pode significar a solução para o problema da matéria escura ainda é muito longe, que a descoberta de que a matéria escura é realmente poderia ser de 100 anos de distância.
O Galaxy Diário via http://www.kavlifoundation.org e AFP 2013
Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech / ESA / Instituto de Astrofísica da Andaluzia, da Universidade de País Basco / JHU
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