Суперкомпьютерное моделирование взаимодействия нейтрино и темной материи

N+1Наука

Физики предложили новую компьютерную модель взаимодействия нейтрино с темной материей

Андрей Фельдман

Распределение плотности темной материи, полученное с помощью моделирования на суперкомпьютере Фугаку. Источник: K. Yoshikawa et al. / arXiv.org, 2021

Группа японских физиков провела суперкомпьютерное моделирование взаимодействия нейтрино и темной материи для изучения процесса формирования неоднородностей во Вселенной. Ученые предложили новый метод численного анализа взаимодействия этих типов вещества, в котором нейтрино рассматриваются как непрерывно распределенная субстанция, а темная материя — как нерелятивистские частицы. Полученное физиками распределение плотности вещества в результате космологической эволюции более реалистично, чем то, которое получается, если при моделировании рассматривать нейтрино как частицы. Препринт их работы выложен на arXiv.org.

Неоднородности плотности вещества во Вселенной изначально возникли в первые моменты после Большого взрыва как квантовые флуктуации. Эти неоднородности росли, потому что гравитационное притяжение к ним было больше, чем к другим точкам расширяющейся Вселенной, и сейчас они превратились в галактики и их кластеры. На протяжении большей части истории формирования неоднородностей релятивистское вещество было представлено фотонами космического микроволнового фона, чьим вкладом в формирование неоднородностей можно пренебречь, потому что их доля в энергетическом балансе Вселенной в настоящее время равна приблизительно 10-5. Нерелятивистское вещество примерно на 85 процентов состоит из темной материи, почти вся оставшаяся доля приходится на барионное вещество, и около 10-2–10-3 массы сосредоточено в реликтовых нейтрино. Эти нейтрино на протяжении большей части жизни Вселенной были нерелятивистскими, так как наблюдения за нейтринными осцилляциями показывают, что суммарная масса всех трех ароматов этих частиц не меньше 0,06 электронвольт, тогда как температура Вселенной, приблизительно равная средней кинетической энергии нейтрино, в настоящее время и на протяжении большей части космологической эволюции Вселенной имеет порядок 10-3–10-4 электронвольт.

Несмотря на то, что доля нейтрино в массовом балансе очень мала, они все же оказывают существенное влияние на формирование неоднородностей благодаря тому, что из-за малой массы, которая для одного аромата ограничена сверху 0,086 электронвольта, дисперсия их скорости очень велика. Нейтрино больших скоростей неохотно собираются в кластеры, а их гравитационное взаимодействие с другими частицами мешает кластеризоваться и им тоже. Величина дисперсии скорости нейтрино зависит от их массы, а потому наблюдения за распределением плотности в

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Астрономы впервые достоверно нашли экзопланету с кратной полярной орбитой Астрономы впервые достоверно нашли экзопланету с кратной полярной орбитой

Ученые впервые подтвердили существование экзопланеты с кратной полярной орбитой

N+1
10 животных с суперспособностями 10 животных с суперспособностями

При взгляде на способности некоторых животных нам остаётся только завидовать

Популярная механика
Нашу ближайшую соседку галактику Малое Магелланово Облако рвет на части Нашу ближайшую соседку галактику Малое Магелланово Облако рвет на части

Притяжение Большого Магелланова Облака может разрывать Малое Облако на части

ТехИнсайдер
За сколько можно похудеть так, чтобы все заметили? За сколько можно похудеть так, чтобы все заметили?

Какие сроки для похудения реальны – недели, месяцы, годы?

Cosmopolitan
Кто такая пикми: разбираем феномен пикми-герл с психологами Кто такая пикми: разбираем феномен пикми-герл с психологами

Что стоит за пикми-поведением?

РБК
Как стать богатым и счастливым: рецепт от основателя «Вымпелком» Дмитрия Зимина Как стать богатым и счастливым: рецепт от основателя «Вымпелком» Дмитрия Зимина

Как Зимин создавал «Вымпелком»

Forbes
Илон Маск рекомендует: пять книг, которые стоит прочитать Илон Маск рекомендует: пять книг, которые стоит прочитать

Книги, которые рекомендует Илон Маск

Forbes
Тренд сезона Тренд сезона

В Саратовской области активный туризм пользуется огромной популярностью

Отдых в России
90 м² 90 м²

Собственная квартира Марии и Павла Ивановых из FullHouseDesign

AD
Как 29-летний белорус построил «единорога» в США, помогая детям с аутизмом Как 29-летний белорус построил «единорога» в США, помогая детям с аутизмом

Elemy — «единорог», который помогает детям с аутизмом получать терапию

Forbes
От Налы из Лос-Анджелеса до Степана из Харькова: 5 котов, которые стали звездами Instagram От Налы из Лос-Анджелеса до Степана из Харькова: 5 котов, которые стали звездами Instagram

Когда надоели привычные лица: кошки, которые стали звездами

Playboy
Как сделать красивые ножницы своими руками: видео Как сделать красивые ножницы своими руками: видео

Как из ненужного куска металла можно сделать увесистые ножницы своими руками

Популярная механика
Ошибка Google Play: как исправить проблему Ошибка Google Play: как исправить проблему

Как избавиться от ошибки Google Play без особых усилий

CHIP
Приманка для топа: как стартапу привлечь опытного менеджера Приманка для топа: как стартапу привлечь опытного менеджера

Как подобрать подходящего управленца и чем его можно заманить в стартап

Inc.
Итоги года: лучшая научная фантастика 2021 Итоги года: лучшая научная фантастика 2021

Интересные фантастические книги, которые нам принес 2021 год

Популярная механика
5 реальных способов ускорить ваш компьютер 5 реальных способов ускорить ваш компьютер

Сегодня мы рассмотрим несколько реальных способов ускорения работы компьютера

CHIP
Non/fiction 23: гид по международной ярмарке интеллектуальной литературы Non/fiction 23: гид по международной ярмарке интеллектуальной литературы

16 книг, которые нельзя пропустить

СНОБ
«Важнейшее из искусств» «Важнейшее из искусств»

Сталин так проникся кинематографом, что начал править историю страны и мира

Дилетант
Неизвестные гоночные мотоциклы 1990-х Неизвестные гоночные мотоциклы 1990-х

Кастомные частные мотоциклы в мотогонках Гран-При 1990-х

Популярная механика
Генри Дарджер Генри Дарджер

Судьба Генри Дарджера трагична или триумфальна?

Дилетант
Инвазивных мартышек уличили в разорении гнезд вымирающих дроздов Инвазивных мартышек уличили в разорении гнезд вымирающих дроздов

Мартышки мона разоряли фальшивые гнезда дроздов и интересовались настоящим

N+1
Фильмы о разрушительной силе искусства Фильмы о разрушительной силе искусства

Страшно красивые истории

GQ
Разгадка обратной стороны Луны Разгадка обратной стороны Луны

Факты об обратной стороне Луны, вид которой долгое время был загадкой для ученых

Популярная механика
Компьютер включился сам: как бороться с этой напастью Компьютер включился сам: как бороться с этой напастью

Почему компьютер включился сам и что с этим делать?

CHIP
Что такое «эффект прожектора» и как перестать все преувеличивать Что такое «эффект прожектора» и как перестать все преувеличивать

«Эффект прожектора». Разбираемся, что это такое и как с этим жить

РБК
Sehnsucht по родине Sehnsucht по родине

Анна Толстова о Константине Васильеве

Weekend
Изотопы свинца в белилах картин голландских художников указали на смену сырья Изотопы свинца в белилах картин голландских художников указали на смену сырья

Ученые провели изотопный анализ белил в картинах голландских художников

N+1
Что такое ихтиоз: виды, симптомы, лечение Что такое ихтиоз: виды, симптомы, лечение

Дерматолог объясняет как проявляется ихтиоз и рассказывает о вариантах лечения

РБК
«Может привести к гражданской войне». Чем для России опасно возвращение смертной казни «Может привести к гражданской войне». Чем для России опасно возвращение смертной казни

Почему возвращение смертной казни может привести к народным волнениям

СНОБ
Хроники несбывшегося космоса: 6 книг о политике, войнах и приключениях среди звезд Хроники несбывшегося космоса: 6 книг о политике, войнах и приключениях среди звезд

Книги про космос — от масштабной космооперы до странной робинзонады

Популярная механика
Открыть в приложении