Όπως μύγες παγιδευμένες σε μεταξωτό ιστό αράχνης, τα φαινομενικά σωματίδια που είναι γνωστά ως νετρίνα εμπλέκονται σε κοσμικό ιστό γαλαξιών.
Δεν έχουν σχεδόν καμία μάζα. Περνάνε σαν υποατομικές εμφανίσεις μέσω άλλης ύλης, που μόλις αλληλεπιδρούν με αυτό.
Και όμως, αυτά τα μυστηριώδη σωματίδια έχουν αλλάξει θεμελιωδώς την πορεία του σύμπαντος, αποκαλύπτει νέα έρευνα.
Μελετώντας περισσότερους από 1 εκατομμύριο γαλαξίες, οι επιστήμονες καθόρισαν πως η βαρύτητα των νετρίνων επηρέασε με ακρίβεια τις θέσεις όπου οι γαλαξίες συνανασπάρθηκαν αρχικά μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Τα αποτελέσματα παρέχουν μια ματιά σε αυτό που οι επιστήμονες πιστεύουν ότι είναι η πρώτη παρατηρήσιμη στιγμή μετά την Μεγάλη Έκρηξη.
Το νέο αποτέλεσμα "προσθέτει στη δύναμη της πεποίθησής μας ότι καταλαβαίνουμε πραγματικά πώς το σύμπαν εξελίχθηκε από περίπου ένα δευτερόλεπτο μετά την Μεγάλη Έκρηξη", δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Dan Green, κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Σαν Ντιέγκο.
Από ζεστό χάος στο φαινομενικό ιστό
Λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το σύμπαν ήταν ένα σπασμένο χάος νετρίνων, ηλεκτρονίων, νετρονίων, πρωτονίων και φωτονίων. Ένα δευτερόλεπτο στα νετρίνα - τα ελαφρύτερα και τα λιγότερο αλληλεπιδρώντα σωματίδια - ήταν τα πρώτα που διαχωρίστηκαν από το υπόλοιπο θέμα και σμικρύνθηκαν στον αναπτυσσόμενο χώρο του σύμπαντος σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός. Οι επιστήμονες ονομάζουν αυτή τη διανομή των πρώτων νετρίνων το κοσμικό νετρίνο υπόβαθρο.
Γρήγορα προς τα εμπρός περίπου 380.000 χρόνια, και το σύμπαν ψυγμένο αρκετά ώστε τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια να συσσωρεύονται στα άτομα και να απελευθερώνουν το πρώτο φως του σύμπαντος - το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο. Η ταχεία προς τα έξω επέκταση των σωματιδίων επιβραδύνθηκε καθώς τα άτομα, που τραβήχτηκαν από τη βαρύτητα, άρχισαν να συσσωρεύονται. Οι υπερωρίες, οι γαλαξίες που έχουν σπαρθεί στις μεγαλύτερες συστάδες μεγαλύτερης πυκνότητας, σχηματίζουν τελικά τον ιστό των γαλαξιών ορατοί στο σύμπαν σήμερα.
Το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο μπορεί να προσφέρει μια ματιά στην αρχική κατανομή της ύλης στο σχετικά πρώιμο σύμπαν. Αλλά τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια δεν ήταν τα μόνα που επηρέασαν τη δομή του σύμπαντος - τα νετρίνα παίζουν επίσης ρόλο.
Επειδή τα νετρίνα ήταν τα πρώτα που εγκατέλειψαν τη σούπα των σωματιδίων και δεν έχουν αλληλεπιδράσει καθόλου με τίποτα από τότε, ταλαντεύονται σε ελαφρώς διαφορετικές θέσεις από τις συστάδες των ατόμων. Αυτό, υποτίθεται από τους επιστήμονες, άφησε μια ελαφρά αλλά ορατή επίδραση στη δομή του κοσμικού ιστού. Μελετώντας 1,2 εκατομμύρια γαλαξίες, οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν ότι η βαρύτητα των νετρίνων άλλαξε ελαφρώς τη δομή του ιστού. Τα αποτελέσματά τους δημοσιεύθηκαν στις 25 Φεβρουαρίου στο περιοδικό Nature Physics.
Προηγουμένως, οι επιστήμονες είχαν δει μόνο έμμεσες ενδείξεις των επιδράσεων των νετρίνων στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο. "Αυτό είναι το πρώτο κομμάτι των αποδείξεων από την κατανομή της ύλης και των γαλαξιών", είπε η Green στο Live Science
Ενώ το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο παρέχει ένα στιγμιότυπο του σύμπαντος μετά από μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια, το κοσμικό νετρίνο υπόβαθρο μπορεί να επαναδημιουργήσει τα πρώτα χίλια δευτερόλεπτα, προσφέροντας την αρχαιότερη ματιά στο παρατηρούμενο σύμπαν.
Σήμερα, τα νετρίνα συνεχίζουν να αποφεύγουν τους επιστήμονες που τις μελετούν, καθώς αλληλεπιδρούν τόσο ασθενικά με τα άτομα, τη σκοτεινή ύλη και ακόμη και με άλλα νετρίνα. Τα νέα αποτελέσματα, τα οποία επιδεικνύουν την αδύναμη αλληλεπίδραση μεταξύ νετρίνων και ύλης, μπορούν επίσης να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα αυτά τα αόρατα σωματίδια σε μικρότερες κλίμακες εδώ στη Γη, είπε η Green στο Live Science.
"Υπάρχει μια στενή σχέση μεταξύ των μεγάλων και μικρής κλίμακας μελετών των νετρίνων", δήλωσε ο Bill Louis, φυσικός στο Εθνικό Εργαστήριο του Los Alamos που δεν συμμετείχε στη νέα έρευνα. "Ο συνδυασμός μεγάλων και μικρής κλίμακας μελετών θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε περισσότερα για τα νετρίνα και την κοσμολογία".
Η ανακάλυψη μπορεί ακόμη και να βοηθήσει να διαπιστωθεί εάν υπάρχει και άλλος τύπος νετρίνο εκτός από τα τρία ήδη γνωστά, δήλωσε ο Λούις σε Live Science.
