Η σκοτεινή ύλη, η μυστηριώδης ουσία που αποτελεί το ένα τέταρτο της μάζας και της ενέργειας του σύμπαντος, μπορεί να γίνει από εξαιρετικά μικροσκοπικά και ελαφρά σωματίδια, σύμφωνα με νέα έρευνες. Αυτή η "ασαφής" μορφή της σκοτεινής ύλης - που λέγεται ότι επειδή τα μήκη κύματος αυτών των μικροσκοπικών σωματιδίων θα είχαν καταστραφεί πάνω από μια τεράστια τεράστια περιοχή - θα άλλαζε την πορεία της κοσμικής ιστορίας και θα δημιούργησε μακριές και συνεχείς ίνες αντί για συσσωρευμένους γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν, σύμφωνα με προσομοιώσεις.
Τα ευρήματα έχουν παρατηρητικές συνέπειες - τα επερχόμενα τηλεσκόπια θα είναι σε θέση να ανατρέξουν σε αυτήν την πρώιμη χρονική περίοδο και ενδεχομένως να διακρίνουν μεταξύ διαφορετικών τύπων σκοτεινής ύλης, επιτρέποντας στους φυσικούς να κατανοήσουν καλύτερα τις ιδιότητές του.
Η σκοτεινή ύλη είναι μια άγνωστη τεράστια ουσία που βρίσκεται σε ολόκληρο τον Κόσμο. Δεν εκπέμπει φως - εξ ου και το όνομα σκοτεινή ύλη - αλλά τα βαρυτικά αποτελέσματά της βοηθούν στη σύνδεση των γαλαξιακών συστάδων και προκαλούν τα άστρα στα άκρα των γαλαξιών να γυρίζουν ταχύτερα από ό, τι διαφορετικά. Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι η περισσότερη σκοτεινή ύλη είναι κρύα, πράγμα που σημαίνει ότι κινείται σχετικά αργά. Υπάρχουν όμως εντελώς διαφορετικές ιδέες, όπως η πιθανότητα να είναι μικροσκοπικές και ασαφείς, πράγμα που σημαίνει ότι θα κινηθεί γρήγορα επειδή είναι τόσο ελαφρύ.
"Οι προσομοιώσεις μας δείχνουν ότι οι πρώτοι γαλαξίες και τα αστέρια που σχηματίζουν φαίνονται πολύ διαφορετικά σε ένα σύμπαν με ασαφή σκοτεινή ύλη από ένα σύμπαν με ψυχρή σκοτεινή ύλη", δήλωσε ο Lachlan Lancaster, πτυχιούχος αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Princeton και συν-συγγραφέας ενός νέου βιβλίου στο περιοδικό Physical Review Letters, είπε στη Live Science.
Ο Lancaster εξήγησε ότι οι συνηθέστερες εικασίες για τη σκοτεινή ύλη υποδηλώνουν ότι αποτελείται από ασθενώς διαδραστικά τεράστια σωματίδια (WIMPs), τα οποία θα έχουν μερικές δεκάδες ή εκατοντάδες φορές τη μάζα ενός πρωτονίου. Οι προσομοιώσεις που χρησιμοποιούν αυτόν τον τύπο σκοτεινής ύλης είναι εξαιρετικά καλοί για την επαναδημιουργία της μεγάλης κλίμακας δομής του σύμπαντος, συμπεριλαμβανομένων των τεράστιων κενών κενών χώρων που περιβάλλουν τα μακρά, ανοιχτά νημάτια αερίου και σκόνης, ένα σχηματισμό γνωστό ως κοσμικό ιστό. Αλλά σε μικρότερες κλίμακες, τέτοια μοντέλα περιέχουν μια σειρά αποκλίσεων από ό, τι παρατηρούν οι αστρονόμοι με τα τηλεσκόπια τους. Σε αυτή την τυποποιημένη άποψη, η σκοτεινή ύλη πρέπει να συσσωρεύεται στα κέντρα των γαλαξιών, αλλά κανείς δεν την έχει δει να το κάνει.
Η ασαφής σκοτεινή ύλη, αντίθετα, θα ήταν νοημοσύνη ελαφρώς ελαφριά, ίσως ένα δισεκατομμύριο δισεκατομμυριοστό του δισεκατομμυρίου από τη μάζα ενός ηλεκτρονίου, σύμφωνα με δήλωση του MIT. Η κβαντική μηχανική δηλώνει ότι τα σωματίδια μπορούν επίσης να θεωρηθούν ως κύματα, με μήκος κύματος αντιστρόφως ανάλογο με τη μάζα τους, δήλωσε ο Lancaster. Έτσι, το μήκος κύματος ενός τέτοιου ελαφρού σωματιδίου θα είναι χιλιάδες χρόνια φωτός.
Επομένως, η ασαφής σκοτεινή ύλη θα είχε έναν σκληρότερο χρόνο συσσώρευση από την ψυχρή, σκοτεινή ύλη WIMP. Σε προσομοιώσεις, ο Lancaster και οι συν-συγγραφείς του έδειξαν ότι ένα κρύο σύμπαν σκοτεινής ύλης θα είχε γαλαξίες που σχηματίστηκαν σχετικά γρήγορα από τα σφαιρικά halos.
Όμως, η ασαφής σκοτεινή ύλη θα συγκαλύπτεται σε μακριές, σφύριχες χορδές υλικού - "πιο γιγάντια νημάτια από τους αδρανείς γαλαξίες", δήλωσε ο Lancaster - και τότε οι γαλαξίες θα γεννηθούν μεγαλύτερα και αργότερα. Η σκοτεινή ύλη θα έχει επίσης σκληρότερο χρόνο να συσσωρεύεται στα κέντρα των γαλαξιών, εξηγώντας ενδεχομένως γιατί οι αστρονόμοι δεν παρατηρούν αυτή τη συσσωμάτωση όταν κοιτάζουν τους γαλαξίες.
Όργανα όπως το Μεγάλο Συσκοπευτικό Τηλεσκόπιο Έρευνας (LSST) στη Χιλή και τα τηλεσκόπια των 30 μέτρων που κατασκευάζονται σε όλο τον κόσμο θα είναι σύντομα σε θέση να κοιτάξουν πίσω σε μερικές από τις πρώτες μέρες του σύμπαντος. Αναμένεται να αρχίσουν να λαμβάνουν δεδομένα την επόμενη δεκαετία, πράγμα που σημαίνει ότι "είτε θα αρχίσουμε να βλέπουμε τις επιπτώσεις της ασαφούς σκοτεινής ύλης είτε θα ξεκινήσουμε να τις αποκλείσουμε", δήλωσε ο Lancaster.
Αν και άλλοι ερευνητές έχουν εικασίες για την ασαφή σκοτεινή ύλη, οι νέες προσομοιώσεις κάνουν πιο προσεκτική δουλειά να επεξεργαστούν τις κοσμολογικές επιπτώσεις της, δήλωσε ο Jeremiah Ostriker, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια, ο οποίος δεν συμμετείχε στην εργασία.
"Αυτό βοηθά να περιγράψουμε τις λεπτομέρειες του ποιο θα είναι ο σχηματισμός της δομής σε αυτήν την παραλλακτική θεωρία", πρόσθεσε ο OStriker. "Και είναι μια από τις πιο ενδιαφέρουσες παραλλαγές θεωρίες γύρω."
Ο Lancaster δήλωσε ότι οι μελλοντικές προσομοιώσεις της ομάδας του θα μπορούσαν να επικεντρωθούν στην καταγραφή περισσότερων λεπτομερειών των επιπτώσεων της ασαφούς σκοτεινής ύλης, δίνοντας δυνητικά στους αστρονόμους μια καλύτερη εικόνα για το τι μπορούν να περιμένουν να δουν μέσα από τα τηλεσκόπια τους.
- Τα 18 μεγαλύτερα αδιόρατα μυστήρια στη φυσική
- Τα 12 πιο παράξενα αντικείμενα στο σύμπαν
- Κόσμος κάτοχοι εγγραφών: Τα 12 μεγαλύτερα αντικείμενα στο σύμπαν
