Νετρίνα – Μια πρόταση που ίσως εξηγήσει την ασυμφωνία των μετρήσεων για το ρυθμό διαστολής του σύμπαντος

Τα νετρίνα είναι σημαντικοί παίκτες στην εξέλιξη του σύμπαντος, όμως συχνά παίζουν δευτερεύοντα ρόλο για τα πιο εντυπωσιακά συστατικά, όπως η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια. Μια νέα ανάλυση, η οποία περιλαμβάνει την προσθήκη μιας υποθετικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των νετρίνων, δείχνει ότι τα σωμάτια αυτά θα μπορούσαν να επιλύσουν ένα συνεχιζόμενο αίνιγμα σχετικό με τη σταθερά του Hubble, τον αριθμό που χαρακτηρίζει το ρυθμό της κοσμικής διαστολής. Η προτεινόμενη αυτό-αλληλεπίδραση μπορεί επίσης να εξηγήσει άλλες ασυμφωνίες στην κοσμολογία και τη σωματιδιακή φυσική.

Μεγάλοι αριθμοί νετρίνων διαμορφώθηκαν κατά τη Μεγάλη Έκρηξη, όμως η πάρα πολύ μικρή μάζα τους τα κατέστησε ακατάλληλα για τη δημιουργία βαρυτικών σπόρων για τους γαλαξίες και άλλες δομές. Στην πραγματικότητα, τα νετρίνα περιόρισαν τη διαμόρφωση ορισμένων από αυτές τις πρώιμες δομές διαφεύγοντας, ή «ρέοντας ελεύθερα», από πυκνές περιοχές στο σύμπαν. Η επίδραση της ελεύθερης ροής των νετρίνων έχει αναγνωριστεί μετρώντας τις διακυμάνσεις στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο (cosmic microwave background ή CMB) – ένα από τα καλύτερα εργαλεία για τη διερεύνηση της κοσμικής ιστορίας.

Ωστόσο, η βασισμένη στο CMB εκτίμηση της σταθεράς του Hubble είναι μικρότερη από την εκτίμηση με βάση της τοπική γαλαξιακή κίνηση. Για να αντιμετωπίσει αυτή την αποκαλούμενη (LfN) τάση Hubble , η Christina Kreisch από το Πανεπιστήμιο του Princeton και οι συνάδελφοί της προτείνουν μια νέα αλληλεπίδραση μεταξύ των νετρίνων που μεταθέτει την εμφάνιση της ελεύθερης ροής των νετρίνων. Η ομάδα δείχνει ότι καθυστερημένη ελεύθερη ροή εξαναγκάζει σε μια αλλαγή κλίμακας των δεδομένων του CMB που ευθυγραμμίζει τις εκτιμήσεις για τη σταθερά του Hubble. Η αυτό-αλληλεπίδραση των νετρίνων μπορεί επίσης να επιλύσει ασυμφωνίες στις παρατηρήσεις ομαδοποίησης γαλαξιών.

Οι σωματιδιακοί φυσικοί προς το παρόν δεν έχουν άμεσες αποδείξεις των αυτο-αλληλεπιδράσεων των νετρίνων, όμως σε ορισμένα πειράματα με νετρίνα έχουν αναφερθεί παρατηρήσεις που διαφωνούν με τα τρέχοντα μοντέλα. Η Kreisch και οι συνάδελφοί της πιστεύουν ότι το μοντέλο τους για το νετρίνο μπορεί να ανοίξει μια νέα γραμμή-επίθεσης στην ενασχόληση με αυτές τις ανωμαλίες των νετρίνων.

Πηγή: American Physical Society

Περισσότερα στη δημοσίευση: Neutrino puzzle: Anomalies, interactions, and cosmological tensions. Physical Review D.