Poput muha zarobljenih u svilenoj paukovoj mreži, sablasne čestice poznate kao neutrini upletene su u kozmičku mrežu galaksija.
Nemaju gotovo nikakvu masu. Oni prolaze poput subatomskih ukazanja kroz drugu materiju, jedva komunicirajući s njom.
A ipak, ove misteriozne čestice su temeljito izmijenile tijek svemira, otkrivaju nova istraživanja.
Gledajući više od milijun galaksija, znanstvenici su utvrdili kako gravitacija neutrina suptilno utječe na mjesta na kojima su se galaksije prvi put spojile nakon Velikog praska. Rezultati daju pregled onoga što znanstvenici smatraju najranijim promatranim trenutkom nakon Velikog praska.
Novi rezultat "dodaje snagu našeg uvjerenja da zaista razumijemo kako se svemir razvijao otprilike sekunde nakon Velikog praska", izjavio je koautor studije Dan Green, kozmolog sa kalifornijskog sveučilišta San Diego.
Od vrućeg nereda do sablasnog weba
Ubrzo nakon Velikog praska, svemir je bio supijski nered neutrina, elektrona, neutrona, protona i fotona. Jedne sekunde unutra, neutrini - najlakše i najmanje interaktivne čestice - prvi su se odvojili od ostatka materije i zumirali u svemirski prostor koji se širi, gotovo brzinom svjetlosti. Znanstvenici ovu distribuciju prvih neutrina nazivaju kozmičkom neutrinskom pozadinom.
Brzo naprijed, oko 380.000 godina, i svemir se dovoljno ohladio da su se protoni i elektroni kondenzirali u atome i oslobodili prvo svjetlo svemira - kozmičku mikrovalnu pozadinu. Brza vanjska ekspanzija čestica usporavala je dok su se atomi, vučeni gravitacijom, počeli sakupljati. Prekomjerno, galaksije zasijane na većim nakupinama najveće gustoće, s vremenom tvore mrežu galaksija koje su danas vidljive u svemiru.
Kozmička mikrovalna pozadina može dati pregled početne raspodjele materije u prilično ranom svemiru. Ali protoni i elektroni nisu bili jedine stvari koje utječu na strukturu svemira - neutrini su također igrali ulogu.
Budući da su neutrini prvo napuštali juhu od čestica i od tada gotovo uopće nisu imali interakciju, završili su na nešto drugačijim mjestima od nakupina atoma. To su znanstvenici hipotetizirali ostavili neznatan, ali vidljiv učinak na strukturu kozmičke mreže. Proučavajući 1,2 milijuna galaksija, znanstvenici su potvrdili da je gravitacija neutrina malo promijenila strukturu mreže. Njihovi rezultati objavljeni su 25. veljače u časopisu Nature Physics.
Prije toga, znanstvenici su vidjeli samo neizravne nagovještaje o učincima neutrina u kozmičkoj mikrovalnoj pozadini. "Ovo je prvi dokaz o raspodjeli materije i galaksija", izjavio je Green za Live Science
Dok kozmička mikrovalna pozadina pruža snimku svemira nakon nekoliko stotina tisuća godina, kozmička neutrinska pozadina može ponovno stvoriti prvih tisuću ili nešto sekundi, pružajući najraniji pogled u svemir koji se može promatrati.
Danas neutrini i dalje izbjegavaju znanstvenike koji ih proučavaju, jer tako slabo komuniciraju s atomima, tamnom materijom, pa čak i drugim neutrinama. Novi rezultati, koji pokazuju slabu interakciju neutrina i materije, mogu također pomoći znanstvenicima da bolje razumiju ove neuhvatljive čestice na manjim mjerilima ovdje na Zemlji, rekao je Green za Live Science.
"Postoji uska veza između velikih i malih studija neutrina", rekao je Bill Louis, fizičar u Nacionalnom laboratoriju u Los Alamosu, koji nije bio uključen u nova istraživanja. "Kombinacija velikih i malih studija pomoći će nam da shvatimo više o neutrinima i kozmologiji."
Otkriće možda može pomoći u utvrđivanju da li postoji druga vrsta neutrina pored tri već poznata, rekao je Louis za Live Science.
