近地小行星数据有助于探测宇宙中可能存在的第五种力

   日期:2026-03-08     来源:本站    作者:admin    浏览:63    
核心提示:      2023年,美国宇航局的OSIRIS-REx任务返回了在近地小行星本努上收集的尘埃和岩石样本。除了从样本本身收集到的关于宇

  

  Asteroid data probes possible fifth force in universe

  2023年,美国宇航局的OSIRIS-REx任务返回了在近地小行星本努上收集的尘埃和岩石样本。除了从样本本身收集到的关于宇宙的信息外,OSIRIS-REx产生的数据也可能提供一个探索新物理学的机会。正如《通信物理学》杂志所描述的那样,由洛斯阿拉莫斯国家实验室领导的一个国际研究小组利用小行星的跟踪数据来研究宇宙中可能存在的第五种基本力。

  该论文的第一作者蔡玉代(Yu-Dai Tsai)说:“解释我们从追踪Bennu中看到的数据有可能增加我们对宇宙理论基础的理解,有可能改变我们对物理学、引力和暗物质标准模型的理解。”“物体的轨迹通常具有异常特征,这对发现新的物理学很有用。”

  考虑到对行星防御的影响,近地小行星被密切跟踪。该团队将OSIRIS-REx任务之前和期间收集的地面跟踪数据应用于对物理标准模型扩展的探测,该模型描述了宇宙中四种已知基本力中的三种。

  自1999年贝努被发现以来,光学和雷达天文测量数据在一定程度上帮助确定了它的轨迹。OSIRIS-REx任务提供了x波段辐射测量和光学导航跟踪数据。

  意大利特伦托大学(University of Trento)助理教授、该论文的合著者桑尼·瓦格诺齐(Sunny Vagnozzi)说:“我们已经实现的严格限制很容易转化为对汤川型第五力的最严格限制。”“这些结果突出了小行星跟踪作为寻找超轻玻色子、暗物质和标准模型的几个良好扩展的有价值的工具的潜力。”

  Asteroid data probes possible fifth force in universe

  天体的运行轨迹受到重力和其他因素的影响。了解轨迹的物理学可以揭示奥秘,特别是在轨迹中有异常的地方。众所周知,早在海王星被观测到之前,人们就通过观察附近天王星轨道的不规则性推断出了海王星的存在。

  利用轨迹数据和Bennu跟踪的结果模型,研究小组的分析建立了对可能的第五种力的限制,以及潜在的中介粒子(如超轻玻色子)在第五种力中的作用。可能作用于第五种力的中介粒子的存在会出现在像Bennu这样的小行星改变的轨道上,这就是为什么研究跟踪数据对物理学如此重要。

  像超轻玻色子这样的新粒子可能代表了标准模型的延伸,包括暗物质和暗能量,这是宇宙学和天体物理学观测强烈建议的,但尚未被纳入一般框架。虽然暗物质被认为约占宇宙总物质的85%,但科学界仍不确定是什么粒子和力构成了暗物质。

  Tsai和其他人在2023年发表在《宇宙学与天体粒子物理学杂志》上的研究中,首先探索了小行星的第五力物理探测,然后才解决了Bennu。该团队计划未来在“本努”的基础上,追踪阿波菲斯小行星,它将于2029年在距离地球2万英里的范围内经过。

  美国宇航局的OSIRIS-APEX宇宙飞船将接近小行星并扬起尘埃。在阿波菲斯掠过地球时,地球引力对其影响的观测将为继续寻找第五力物理提供数据。

  该团队正在考虑新的空间量子技术和专门的太空任务,以提高跟踪精度或直接搜索暗物质。

 
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