Seperti lalat yang terperangkap dalam web labah-labah sutera, zarah hantu yang dikenali sebagai neutrinos terikat di dalam galaksi kosmik kosmik.
Mereka hampir tidak mempunyai massa. Mereka melewati penampakan subatomik melalui perkara lain, tidak berinteraksi dengannya.
Walau bagaimanapun, zarah-zarah misteri ini secara asasnya telah mengubah perjalanan alam semesta, penyelidikan baru mendedahkan.
Melihat lebih daripada 1 juta galaksi, saintis menentukan bagaimana graviti neutrinos secara halus menjejaskan lokasi di mana galaksi pertama bersatu selepas Big Bang. Hasilnya memberikan gambaran tentang apa yang difikirkan oleh para saintis adalah saat yang paling awal diperhatikan selepas Big Bang.
Hasil baru "menambah kekuatan keyakinan kita bahawa kita benar-benar memahami bagaimana alam semesta berkembang dari satu saat selepas Big Bang ke hadapan," kata penulis bersama kajian Dan Green, ahli kosmologi di University of California San Diego.
Dari kekacauan panas ke web hantu
Tidak lama selepas Big Bang, alam semesta adalah kekacauan neutrino, elektron, neutron, proton dan foton. Satu saat kedua, neutrino - yang paling ringan dan paling tidak berinteraksi dengan zarah - adalah yang pertama untuk memisahkan diri dari sisa perkara itu, dan diperingkatkan ke dalam ruang yang semakin luas di alam semesta pada hampir kelajuan cahaya. Para saintis memanggil pengedaran neutrinos pertama yang mempunyai latar belakang neutrino kosmik.
Fast forward kira-kira 380,000 tahun, dan alam semesta menyejukkan cukup bahawa proton dan elektron membolok ke dalam atom dan mengeluarkan cahaya pertama alam semesta - latar gelombang mikro kosmik. Pengembangan zarah pesat yang semakin perlahan sebagai atom, yang ditarik oleh graviti, mula bergumpal bersama. Lebih jauh, galaksi dibiakkan pada rumpun ketumpatan yang lebih besar dan lebih besar, akhirnya membentuk web galaksi yang kelihatan di seluruh alam semesta hari ini.
Latar belakang gelombang mikro kosmik boleh memberikan gambaran tentang pengedaran awal bahan di alam semesta yang cukup awal. Tetapi proton dan elektron bukanlah satu-satunya perkara yang mempengaruhi struktur alam semesta - neutrinos juga memainkan peranan.
Kerana neutrinos pertama kali meninggalkan sup zarah dan tidak pernah berinteraksi dengan apa-apa sejak itu, mereka digulung di lokasi yang sedikit berbeza daripada rumpun atom. Ini, ahli sains hipotesis, meninggalkan kesan yang sedikit tetapi kelihatan pada struktur web kosmik. Dengan mengkaji 1.2 juta galaksi, saintis mengesahkan bahawa graviti neutrinos sedikit mengubah struktur web. Keputusan mereka diterbitkan pada 25 Februari di jurnal Nature Fisika.
Sebelum ini, saintis hanya melihat kesan tidak langsung dari kesan neutrino dalam latar belakang mikrob kosmik. "Ini adalah bukti pertama dari pengedaran bahan dan galaksi," Green memberitahu Live Science
Walaupun latar belakang mikrofon kosmik memberikan gambaran tentang alam semesta selepas beberapa ratus ribu tahun, latar belakang neutrino kosmik boleh membuat semula seribu pertama atau lebih, yang menawarkan pandangan terawal pada alam semesta yang dapat dilihat.
Hari ini, neutrinos terus menghalang para saintis yang mempelajarinya, kerana mereka berinteraksi begitu lemah dengan atom, bahan gelap dan neutrino lain. Keputusan baru, yang memperlihatkan interaksi lemah antara neutrino dan materi, juga dapat membantu ahli sains memahami dengan lebih baik tentang zarah-zarah sukarela ini di skala kecil di Bumi, Green memberitahu Live Science.
"Terdapat hubungan rapat antara kajian neutrino besar dan berskala kecil," kata Bill Louis, seorang ahli fizik di Makmal Nasional Los Alamos yang tidak terlibat dalam penyelidikan baru. "Menggabungkan kajian berskala besar dan berskala kecil akan membantu kita memahami lebih lanjut mengenai neutrinos dan kosmologi."
Penemuan itu mungkin dapat membantu menentukan jika ada jenis neutrino lain selain daripada tiga yang sudah diketahui, kata Louis kepada Sains Live.
