絹のようなクモの巣に閉じ込められたハエのように、ニュートリノとして知られている幽霊のような粒子が銀河の宇宙の網に絡み合っています。
質量はほとんどありません。彼らは他の物質を素粒子のように通過し、ほとんど相互作用しません。
それでも、これらの不思議な粒子は宇宙の進路を根本的に変えたと、新しい研究は明らかにしています。
100万個以上の銀河を調べて、科学者たちはニュートリノの重力がビッグバン後に最初に銀河が合体した場所に微妙に影響を与えていることを突き止めました。結果は、科学者がビッグバンの後に観測可能な最も早い瞬間であると考えていることを垣間見ることを提供します。
カリフォルニア大学サンディエゴ校の宇宙学者である研究の共著者であるダングリーン氏は、この新しい結果は「ビッグバン以降約1秒で宇宙がどのように進化したかを本当に理解しているという確信を強める」と語った。
ホットな混乱からゴーストウェブへ
ビッグバンの直後、宇宙はニュートリノ、電子、中性子、陽子、光子の混乱した混乱でした。 1秒後、ニュートリノ（粒子の相互作用が最も軽く、相互作用が最も少ない）が、残りの問題から最初に分離し、ほぼ光速で宇宙の拡大空間にズームアウトしました。科学者たちは、この最初のニュートリノの分布を宇宙ニュートリノ背景と呼んでいます。
約38万年前に進み、陽子と電子が原子に凝固し、宇宙の最初の光、つまり宇宙マイクロ波背景を放出するように、宇宙は十分に冷却されました。重力によって引っ張られた原子が一緒に凝集し始めたので、粒子の急速な外向きの膨張が遅くなりました。時間が経つにつれて、銀河はより大きく、最も密度の高い塊に播種され、最終的に今日の宇宙全体に見える銀河の網を形成します。
宇宙マイクロ波背景は、かなり初期の宇宙における物質の初期分布を垣間見ることができます。しかし、陽子と電子だけが宇宙の構造に影響を与えるものではなかった-ニュートリノも役割を果たした。
ニュートリノは最初に粒子のスープを離れて以来ほとんど何も相互作用していなかったので、ニュートリノは原子の塊とは少し異なる場所に巻き上げられました。これは、科学者たちが仮説として、宇宙ウェブの構造にわずかではあるが目に見える影響を残したと仮定しました。 120万個の銀河を研究することにより、科学者たちはニュートリノの重力がウェブの構造をわずかに変えたことを確認しました。彼らの結果は、2月25日にNature Physics誌に掲載されました。
以前は、科学者は宇宙マイクロ波背景内でのニュートリノの影響の間接的なヒントしか見ていませんでした。 「これは物質と銀河の分布からの最初の証拠である」とグリーンはライブサイエンスに言った
宇宙マイクロ波背景は数十万年後の宇宙のスナップショットを提供しますが、宇宙ニュートリノ背景は最初の数千秒程度を再作成することができ、観測可能な宇宙の最も早い外観を提供します。
今日、ニュートリノはそれらを研究する科学者を避け続けています。彼らは原子、暗黒物質、さらには他のニュートリノとさえ非常に弱い相互作用をしているからです。ニュートリノと物質間の微弱な相互作用を示す新しい結果はまた、科学者がこの地球上の小さなスケールでこれらのとらえどころのない粒子をよりよく理解するのに役立つかもしれないとグリーン氏はLive Scienceに語った。
「ニュートリノの大規模研究と小規模研究の間には密接な関係があります」とロスアラモス国立研究所の物理学者である新しい研究に関与しなかったビルルイスは言った。 「大規模な研究と小規模な研究を組み合わせると、ニュートリノと宇宙論の両方について理解を深めることができます。」
この発見は、すでに知られている3つのニュートリノに加えて別のタイプのニュートリノがあるかどうかを判断するのにも役立つ可能性があると、ルイスはLive Scienceに語った。
