Γνωρίζετε το παλιό ρητό: "αν θέλετε να κρύψετε κάτι, να το θέσετε σε καθαρή θέα;" Λοιπόν, σύμφωνα με μια νέα πρόταση δύο καθηγητών φυσικής, αυτή η λογική μπορεί να είναι ο λόγος για τον οποίο οι επιστήμονες αγωνίστηκαν για τόσο πολύ καιρό να βρουν τη μυστηριώδη μάζα που πιστεύεται ότι αποτελεί το 27% της ύλης στο σύμπαν.
Εν ολίγοις, αυτοί οι δύο φυσικοί πιστεύουν ότι η σκοτεινή ύλη μπορεί να βρεθεί με τον ίδιο τρόπο όπως μπορείτε να βρείτε την ταχύτερη διαδρομή προς εργασία: συμβουλευτείτε το Παγκόσμιο Σύστημα Προσδιορισμού.
Ο Andrei Derevianko, του Πανεπιστημίου της Νεβάδας, του Reno και του Maxim Pospelov, του Πανεπιστημίου της Βικτώριας και του Περιμετρικού Ινστιτούτου Θεωρητικής Φυσικής στον Καναδά, πρότεινε αυτή τη μέθοδο νωρίτερα αυτό το έτος σε μια σειρά από διάσημα επιστημονικά συνέδρια, όπου συναντήθηκε με γενική έγκριση .
Η ιδέα τους απαιτεί τη χρήση δορυφόρων GPS και άλλων δικτύων ατομικού ρολογιού και τη σύγκριση των χρόνων τους για αναζήτηση ασυμφωνιών. Οι Derevianko και Pospelov υποδηλώνουν ότι η σκοτεινή ύλη θα μπορούσε να επηρεάσει αρνητικά τα ατομικά ρολόγια και ότι αν κοιτάξουμε υπάρχοντα δίκτυα ατομικών ρολογιών, θα μπορούσαμε να εντοπίσουμε τσέπες σκοτεινής ύλης με τη διακριτική τους υπογραφή.
Οι δύο αρχίζουν να δοκιμάζουν αυτήν τη θεωρία αναλύοντας δεδομένα ρολογιού από τους 30 δορυφόρους GPS, οι οποίοι χρησιμοποιούν ατομικά ρολόγια για καθημερινή πλοήγηση. Τα συσχετιζόμενα δίκτυα ατομικών ρολογιών, όπως το GPS και ορισμένα δίκτυα εδάφους που υπάρχουν ήδη, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ένα ισχυρό εργαλείο για την αναζήτηση της τοπολογικής ελαττωματικής σκοτεινής ύλης όπου αρχικά τα συγχρονισμένα ρολόγια θα αποσυγχρονιστούν.
«Παρά τα στερεά στοιχεία παρατήρησης για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, η φύση της παραμένει ένα μυστήριο», δήλωσε ο Derevianko, καθηγητής στο Κολλέγιο Επιστημών του Πανεπιστημίου. «Ορισμένα ερευνητικά προγράμματα στη σωματιδιακή φυσική υποθέτουν ότι η σκοτεινή ύλη αποτελείται από βαριά σωματιδιακή ύλη. Αυτή η υπόθεση μπορεί να μην ισχύει και υπάρχει σημαντικό ενδιαφέρον για εναλλακτικές λύσεις. "
Η πρότασή τους βασίζεται στην ιδέα ότι η σκοτεινή ύλη θα μπορούσε να προέλθει από ρωγμές στα κβαντικά πεδία του σύμπαντος που θα μπορούσαν να διαταράξουν θεμελιώδεις ιδιότητες όπως η μάζα ενός ηλεκτρονίου και να επηρεάσουν τον τρόπο μέτρησης του χρόνου. Αυτό αντιπροσωπεύει ένα διάλειμμα από την πιο συμβατική άποψη ότι η σκοτεινή ύλη αποτελείται από υποατομικά σωματίδια όπως τα WIMPs και οι άξονες.
«Η έρευνά μας επιδιώκει την ιδέα ότι η σκοτεινή ύλη μπορεί να οργανωθεί ως μια μεγάλη συλλογή αερίων όπως τοπολογικών ελαττωμάτων ή ενεργειακών ρωγμών», δήλωσε ο Ντερεβιανό. «Προτείνουμε να εντοπίσουμε τα ελαττώματα, τη σκοτεινή ύλη, καθώς μας σκουπίζουν με ένα δίκτυο ευαίσθητων ατομικών ρολογιών. Η ιδέα είναι ότι, όταν τα ρολόγια βγαίνουν από το συγχρονισμό, θα ξέρουμε ότι η σκοτεινή ύλη, το τοπολογικό ελάττωμα, έχει περάσει. Στην πραγματικότητα, οραματιζόμαστε τη χρήση του αστερισμού GPS ως του μεγαλύτερου ανθρώπινου ανιχνευτή σκοτεινής ύλης. "
Ο Derevianko συνεργάζεται για την ανάλυση δεδομένων GPS με τον Geoff Blewitt, διευθυντή του εργαστηρίου γεωδαιτικής της Νεβάδας, επίσης στο Κολέγιο Επιστημών του Πανεπιστημίου της Νεβάδας, Ρίνο. Το Geodetic Lab ανέπτυξε και διατηρεί το μεγαλύτερο κέντρο επεξεργασίας δεδομένων GPS στον κόσμο, ικανό να επεξεργάζεται συνεχώς πληροφορίες από περίπου 12.000 σταθμούς σε όλο τον κόσμο, 24/7.
Ο Blewitt, επίσης φυσικός, εξήγησε πώς μια σειρά ατομικών ρολογιών θα μπορούσε ενδεχομένως να ανιχνεύσει τη σκοτεινή ύλη.
«Γνωρίζουμε ότι η σκοτεινή ύλη πρέπει να είναι εκεί, για παράδειγμα, επειδή φαίνεται ότι κάμπτει φως γύρω από τους γαλαξίες, αλλά δεν έχουμε αποδείξεις για το τι θα μπορούσε να φτιαχτεί», είπε. «Εάν η σκοτεινή ύλη δεν ήταν εκεί, η φυσιολογική ύλη για την οποία γνωρίζουμε δεν θα ήταν αρκετή για να λυγίσει το φως όσο και. Αυτός είναι ένας μόνο τρόπος με τον οποίο οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι υπάρχει μια τεράστια ποσότητα σκοτεινής ύλης κάπου εκεί έξω στον γαλαξία. Μια πιθανότητα είναι ότι η σκοτεινή ύλη σε αυτό το αέριο μπορεί να μην κατασκευάζεται από σωματίδια όπως η κανονική ύλη, αλλά από μακροσκοπικές ατέλειες στον ιστό του χωροχρόνου.
«Η Γη σαρώνει αυτό το αέριο καθώς περιστρέφεται γύρω από τον γαλαξία. Έτσι, για εμάς, το αέριο φαίνεται να μοιάζει με γαλαξιακό άνεμο σκοτεινής ύλης που φυσά μέσα από το σύστημα της Γης και τους δορυφόρους του. Καθώς η σκοτεινή ύλη χτυπάει, θα προκαλούσε περιστασιακά τα ρολόγια του συστήματος GPS να μην συγχρονίζονται με ένα μοτίβο ενδεικτικής λυχνίας για μια περίοδο περίπου 3 λεπτών. Εάν η σκοτεινή ύλη αναγκάζει τα ρολόγια να μην συγχρονιστούν περισσότερο από ένα δισεκατομμύριο του δευτερολέπτου, θα πρέπει εύκολα να μπορούμε να εντοπίσουμε τέτοια γεγονότα. "
«Αυτός ο τύπος εργασίας μπορεί να είναι μεταμορφωτικός στην επιστήμη και θα μπορούσε να αλλάξει εντελώς τον τρόπο με τον οποίο σκεφτόμαστε για το σύμπαν μας», δήλωσε ο Jeff Thompson, φυσικός και πρύτανης του Πανεπιστημίου του Πανεπιστημίου Επιστημών. «Ο Αντρέι είναι φυσικός παγκόσμιας κλάσης και έχει ήδη κάνει σημαντικές συνεισφορές στη φυσική. Είναι θαυμάσιο να παρακολουθείτε το καταπληκτικό έργο που προέρχεται από αυτόν και την ομάδα του. "
Ο Derevianko διδάσκει κβαντική φυσική και συναφή θέματα στο Πανεπιστήμιο της Νεβάδας, Ρίνο. Έχει συντάξει περισσότερες από 100 δημοσιεύσεις κριτικής στη θεωρητική φυσική. Είναι συνεργάτης της Αμερικανικής Φυσικής Εταιρείας, συνεργάτης της Simons στη θεωρητική φυσική και μελετητής Fulbright. Μεταξύ μιας ποικιλίας ερευνητικών θεμάτων, έχει συμβάλει στην ανάπτυξη αρκετών νέων κατηγοριών ατομικών ρολογιών και δοκιμών ακριβείας θεμελιωδών συμμετριών με άτομα και μόρια.
Η έρευνά τους εμφανίστηκε νωρίτερα αυτήν την εβδομάδα στην ηλεκτρονική έκδοση του επιστημονικού περιοδικού Φυσική Φυσικής, μπροστά από την έντυπη έκδοση.
