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

В турецкой пещере нашли практически целую корзину позднего бронзового века В турецкой пещере нашли практически целую корзину позднего бронзового века

Археологи обнаружили в турецкой пещере Инёню практически целую древнюю корзину

N+1
7 правил общения с женщиной старше тебя 7 правил общения с женщиной старше тебя

Правила общения с женщиной, которая тебя старше

Maxim
3D-печатные пещеристые тела восстановили эрекцию у свиней 3D-печатные пещеристые тела восстановили эрекцию у свиней

Ученые создали биомиметические модели полового члена свиньи с помощью 3D-печати

N+1
Чего хочет женщина. 258 лет назад Екатерина II основала Эрмитаж Чего хочет женщина. 258 лет назад Екатерина II основала Эрмитаж

Главный музей России с большим достоинством прошел многочисленные трудности

СНОБ
Дискуссия о формате: почему российской рознице нужны единые стандарты регулирования Дискуссия о формате: почему российской рознице нужны единые стандарты регулирования

Государство хочет установить правила регулирования работы маркетплейсов

Forbes
Палеогенетики обнаружили важность родства при захоронениях в длинном кургане раннего неолита Палеогенетики обнаружили важность родства при захоронениях в длинном кургане раннего неолита

Палеогенетики исследовали останки захороненных в кургане эпохи раннего неолита

N+1
Климат-контроль: как испытывают поезда на способность ездить в дождь и снег Климат-контроль: как испытывают поезда на способность ездить в дождь и снег

В Вене находится самая большая в мире климатическая аэродинамическая труба

Популярная механика
Елена Летучая: «Секрет крепких отношений в искренности!» Елена Летучая: «Секрет крепких отношений в искренности!»

Елена Летучая рассказала об экоактивизме, секретах красоты и счастливом браке

Cosmopolitan
Разбирается в финансах и бизнесе, никого не оскорбляет: что известно о новом главе VK Владимире Кириенко Разбирается в финансах и бизнесе, никого не оскорбляет: что известно о новом главе VK Владимире Кириенко

Инвестировал в стартапы, на работе в «Ростелекоме» выстраивал партнёрства

VC.RU
«Нету милфы сексапильней». Почему герой новой маскулинности Оксимирон остается сексистом «Нету милфы сексапильней». Почему герой новой маскулинности Оксимирон остается сексистом

Новый альбом Оксимирона порадовал фанатов и снова спровоцировал волну дискуссий

СНОБ
Может ли человек создать злонамеренный искусственный интеллект? Может ли человек создать злонамеренный искусственный интеллект?

Что если кто-то решит создать искусственный интеллект для разрушения?

Популярная механика
Стелла Ильницкая. Верю в чудо Стелла Ильницкая. Верю в чудо

Если приглядеться, жизнь — это одно сплошное чудо, которого мы часто не замечаем

Коллекция. Караван историй
Fast Company: шесть советов, как найти работу в новой отрасли без опыта Fast Company: шесть советов, как найти работу в новой отрасли без опыта

Советы, которые помогут найти работу, когда нет соответствующего опыта

Inc.
Реальная история людей с синей кровью и голубой кожей Реальная история людей с синей кровью и голубой кожей

История семьи, которая много лет скрывала свои особенности

Популярная механика
Страшные мысли наших детей: можем ли мы помочь? Страшные мысли наших детей: можем ли мы помочь?

Душевное состояние детей и подростков вызывает серьезнейшие опасения

Psychologies
Разгадка обратной стороны Луны Разгадка обратной стороны Луны

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

Популярная механика
«Пускай помучается»: Костин и Авен оценили покупку банка богатейшей женщиной России «Пускай помучается»: Костин и Авен оценили покупку банка богатейшей женщиной России

Банкиры скептически оценили решение Татьяны Бакальчук купить банк

Forbes
Романтика и секс с пользой для планеты Романтика и секс с пользой для планеты

Как не ударить в грязь лицом перед экоактивисткой?

Playboy
Публичная порка как жертвоприношение: с чем связаны проверки артистов и блогеров Публичная порка как жертвоприношение: с чем связаны проверки артистов и блогеров

С чем связаны массовые проверки российских блогеров и артистов

Forbes
«Имени такого-то»: роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы «Имени такого-то»: роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы

Роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы «имени такого-то»

Forbes
Вася и Валя, или Когда психолог может помочь влюбленным не проворонить свое счастье Вася и Валя, или Когда психолог может помочь влюбленным не проворонить свое счастье

Как специалист может помочь развеять связанных с прошлым химер?

СНОБ
Гравитационные волны помогут проверить гипотезу суперсимметричного бариогенеза Гравитационные волны помогут проверить гипотезу суперсимметричного бариогенеза

Физики расчитывают на гравитационные обсерватории следующего поколения

N+1
Детеныши «единорогов» Детеныши «единорогов»

Forbes составил первый рейтинг самых многообещающих стартапов

Forbes
Демна Гвасалия, Трэвис Скотт и Раф Симонс: главные итоги года в индустрии моды Демна Гвасалия, Трэвис Скотт и Раф Симонс: главные итоги года в индустрии моды

Главное, что случилось в мире моды за последний год

Forbes
Как пить дать: антипохмельный гид Esquire Как пить дать: антипохмельный гид Esquire

Как свести негативное влияние алкоголя на здоровье к минимуму?

Esquire
Страшный талант: картины, нарисованные серийными убийцами Страшный талант: картины, нарисованные серийными убийцами

Нам всем иногда хочется заглянуть в бездну

Cosmopolitan
5 технологий, которые ты видел в «Черном зеркале»: теперь это реально 5 технологий, которые ты видел в «Черном зеркале»: теперь это реально

Какие технологии предугадал сериал «Черное зеркало»?

Playboy
Английский язык Милы Кунис и самоликвидирующиеся нейроны: секреты нейропластичности Английский язык Милы Кунис и самоликвидирующиеся нейроны: секреты нейропластичности

Отрывок из книги «Живой мозг» о том, как пластичность мозга меняется с возрастом

Forbes
Меланин: что это и как влияет на пигментацию кожи Меланин: что это и как влияет на пигментацию кожи

Меланин — пигмент, который содержится в волосах, коже и радужной оболочке глаз

РБК
Укрощение свекрови: как наладить отношения с матерью мужа Укрощение свекрови: как наладить отношения с матерью мужа

Конфликт свекрови и невестки не теряет актуальности

Psychologies
Открыть в приложении