Mint a selymes pókhálóba csapdába esett legyek, a neutrínóknak nevezett kísérteties részecskék beleakadnak a galaxisok kozmikus hálójába.
Szinte nincs tömegük. Olyanok, mint a szubatómiai megjelenések haladnak át más anyagon, alig kölcsönhatásba lépve ezzel.
És mégis, ezek a titokzatos részecskék alapvetően megváltoztatják a világegyetem menetét, mutatják új kutatások.
Több mint egymillió galaxist vizsgálva a tudósok meghatározták, hogy a neutrinók gravitációja finoman befolyásolta-e azokat a helyeket, ahol a galaxisok először összeilleszkedtek a Nagyrobbanás után. Az eredmények áttekintést nyújtanak a tudósok véleménye szerint a korai megfigyelhető pillanat a Nagyrobbanás után.
Az új eredmény "növeli meggyőződésünk erősségét, hogy valóban megértjük, hogyan fejlődött az univerzum a nagy robbanás után kb. Egy másodperc után" - mondta Dan Green, a tanulmány társszerzője, a kaliforniai San Diego-i egyetem kozmológusa.
A forró rendetlenségtől a kísérteties webig
Röviddel a nagy robbanás után az univerzumban neutrínók, elektronok, neutronok, protonok és fotonok zamatos rendetlensége volt. Egy másodperc alatt a neutrínók - a részecskék legkisebb és legkevésbé kölcsönhatásba lépő képességei - voltak az elsők, amelyek elkülönültek az anyag többi részétől, és szinte a fénysebességgel kicsinyültek az univerzum bővülő térébe. A tudósok ezt az első neutrinos eloszlást kozmikus neutrino háttérnek nevezik.
Körülbelül 380 000 évvel előrehaladva az univerzum eléggé lehűlt, hogy a protonok és elektronok atomokká alakuljanak és elengedték az univerzum első fényét - a kozmikus mikrohullámú hátteret. A részecskék gyors külső expanziója lelassult, amikor az atomok, a gravitáció által meghúzva, összekezdenek. Túlóra, a galaxisok a nagyobb, legnagyobb sűrűségű csomókon vetődnek fel, végül a ma világegyetemben látható galaxisok hálóját képezik.
A kozmikus mikrohullámú háttér bepillantást nyújthat az anyag kezdeti eloszlásához a meglehetősen korai világegyetemben. De a protonok és az elektronok nem voltak az egyedüli dolgok, amelyek befolyásolták az univerzum szerkezetét - a neutrinók is szerepet játszottak.
Mivel a neutrinók először távoztak a részecskék levestől, és alig léptek kölcsönhatásba egymással, az atomok csomóinál kissé eltérő helyekre sebződtek fel. Ez a tudósok feltételezése szerint enyhe, de látható hatást gyakorolt a kozmikus háló szerkezetére. Az 1,2 millió galaxis tanulmányozásával a tudósok megerősítették, hogy a neutrinók gravitációja kissé megváltoztatta a háló szerkezetét. Eredményeiket február 25-én tették közzé a Nature Physics folyóiratban.
Korábban a tudósok csak közvetett utalásokat láttak a neutrinók hatásairól a kozmikus mikrohullámú háttérben. "Ez az első bizonyíték az anyag és a galaxisok eloszlásából" - mondta Green a Live Sciencenek
Míg a kozmikus mikrohullámú háttér pillanatfelvételt nyújt a világegyetemről néhány százezer év után, addig a kozmikus neutrínó háttér újra létrehozhatja az első ezer másodpercet, és a lehető legkorábbi pillantást nyújt a megfigyelhető világegyetemre.
Manapság a neutrinók továbbra is kijátszják azokat a tudósokat, akik ezeket tanulmányozzák, mivel annyira gyengén lépnek kölcsönhatásba atomokkal, sötét anyaggal és még más neutrinókkal. Az új eredmények, amelyek a neutrinók és az anyag gyenge kölcsönhatását mutatják be, segíthetnek a tudósoknak ezen megfoghatatlan részecskék jobb megértésében a Földön kisebb léptékben - mondta Green a Live Science-nek.
"A neutrínók nagyszabású és kis léptékű kutatása között szoros kapcsolat van" - mondta Bill Louis, a Los Alamos Nemzeti Laboratórium fizikusa, aki nem vett részt az új kutatásban. "A nagyléptékű és a kis léptékű tanulmányok kombinálása elősegíti, hogy jobban megértsük mind a neutrinókat, mind a kozmológiát."
A felfedezés segíthet abban is, hogy meghatározzuk, létezik-e a már ismert három mellett egy másik típusú neutrinó is - mondta a Live Sciencenek Louis.
