“一切理论”测试 - 美国宇航局的Chandra X射线天文台探头串理论

Perseus Galaxy集群中的超大迹象黑洞，位于地球上约2.4亿光年。主要图像大约在550,000次轻微的历年中，并由Chandra从X射线光线成像。

天文学家使用Chandra进行弦理论的测试，可能会将所有已知物理系在一起的“一切”的可能性。

物理学中最大的一个最大想法是所有已知的力，颗粒和相互作用的可能性可以在一个框架中连接。字符串理论可以说是“一切理论”的最着名的建议，这些建议将与我对物理宇宙的理解联系在一起。

尽管在整个物理社区中循环有许多不同版本的字符串理论，但数十年来，实验测试已经很少。然而，使用美国国家航空航天局的Chandra X射线观测台的天文学家现在已经在这方面迈出了重要的一步。

通过在Galaxy集群中搜索，通过重力举起的宇宙中最大的结构，研究人员能够寻找许多模型的弦理论预测的特定粒子。虽然所产生的非检测不完全排除字符串理论，但它确实会对这一系列思想中的某些模型发出打击。

“直到最近，我不知道X射线天文学家在弦乐理论方面带来了多少X射线天文学家，但我们可以发挥重要作用，”剑桥大学的克里斯托弗·雷诺斯在英国领导着学习。“如果这些颗粒最终检测到它会永远改变物理。”

雷诺兹和他的同事正在寻找的粒子被称为“轴”。这些尚未检测到的粒子应具有极大的低质量。科学家们不知道精确的质量范围，但许多理论具有轴块的轴块从大约百万分之一的电子到零质量。一些科学家认为轴可以解释暗物质的神秘之处，这占宇宙中绝大多数物质的叙述。

这些超低质量粒子的一个不寻常的性质将有时转换成光子（即光的包），当它们通过磁场时。相反的还可以保持真：光子也可以在某些条件下转换成轴轴。发生这种开关的频率取决于它们在其“可兑换”的其他单词上的变换方面的容易程度。

一些科学家提出了将更广泛的超低质量颗粒存在于具有与轴上相似的性质的超低质量粒子。轴在每个质量下的单个可换旋性值，但“滑轴状颗粒”在相同质量的透明度范围内具有一定程度的可换体。

“虽然它可能听起来很长的镜头来寻找像巨大结构中的微小颗粒，如Galaxy集群，它们实际上是伟大的看法，”瑞典斯德哥尔摩大学联合作家大卫沼泽表示。“星系集群在巨型距离上含有磁场，并且它们通常也包含明亮的X射线源。这些特性在一起增强了可检测到轴状颗粒的转换的机会。“

通过轴状颗粒寻找转换的迹象，天文学家团队检查了五天内的X射线的X射线，从佩戴斯星系集群中心朝向超迹象黑洞。他们研究了该来源在不同能量下观察到的Chandra频谱，或观察到的X射线发射量。长观察和明亮的X射线源给出了足够敏感性的光谱，以表明了科学家预期的扭曲，如果存在轴状颗粒。

缺乏这种扭曲的检测允许研究人员排除大多数类型的轴轴状颗粒在质量范围内，其观察敏感，低于约100百万分之索的电子质量。

“我们的研究并不排除这些粒子的存在，但它绝对没有帮助他们的案例，”英国诺丁汉大学的Helen Russell表示。“这些约束挖掘串理论建议的属性范围，并可以帮助串谋理论主义者杂草理论。”

最近的结果比以前的最佳搜索伴随轴状颗粒的最佳搜索大约三到四倍，这来自M87中的超迹象黑洞的Chandra观察。这种Perseus研究也比目前的测量更强大的百倍，这可以在地球上的实验室中进行，以便他们考虑的群众的范围。

显然，对这项工作的一种可能的解释是轴状颗粒不存在。另一种解释是，颗粒具有比该观察到的检测极限更低的可互补性值，并且低于一些粒子物理学家。它们也可能具有比Chandra数据探查的更高群众。

描述这些结果的论文出现在2月10日，2020年的天体物理学期刊。除了雷诺兹，沼泽和罗素外，本文的作者还来自剑桥大学，来自马里兰大学的剑桥大学，马里兰州，马里兰州，来自意大利大学的罗马大学的Francesco Tombesi和马里兰大学的Sylvain Veilleux。

参考：克里斯托弗S.Reynolds，MC David Marsh，Helen R. Russell，Andrew C. Fabian，Robyn Smith，Francesco Tombesi和″Sylvain Veilleux，192020年2月12日，MC David Marsh，Helen R. Russell，Helen R. Russell，Helen R. Russell，Helen R. Russell，Helen R. Russels，Andrew C. Fabian。 ，天体物理杂志
.DOI：10.3847 / 1538-4357 / ab6a0carxiv：
1907.05475

美国国家航空航天局（NASA）的马歇尔太空飞行中心（Marshall Space Flight Center）管理钱德拉（Chandra）计划。史密森尼天文观测台的钱德拉X射线中心控制着剑桥和马萨诸塞州伯灵顿的科学和飞行业务。