Σκοτεινή ύλη - υπάρχει μια αυξανόμενη αίσθηση ότι πλησιάζουμε να ανακαλύψουμε την πραγματική φύση αυτού του απατηλού υλικού. Τουλάχιστον διεξάγουμε ορισμένα πειράματα που φαίνεται (για θεωρητικούς λόγους) να έχουν την ικανότητα να το αναγνωρίσουν - και αν δεν ... καλά, ίσως είναι καιρός να ξανασκεφτούμε ολόκληρο το παιχνίδι με μπάλα.
Υπάρχουν δύο αναμφισβήτητα ξεχωριστές απαιτήσεις για σκοτεινή ύλη για να κατανοήσουμε το τρέχον σύνολο δεδομένων μας και το θεωρητικό σχήμα για το σύμπαν. Πρώτον, το πρότυπο μοντέλο της κοσμολογίας (Lambda-Cold Dark Matter) απαιτεί το 96% του σύμπαντος να αποτελείται από πράγματα άγνωστης φύσης που δεν μπορούν να παρατηρηθούν άμεσα.
Περίπου τα δύο τρίτα αυτού του άγνωστου υλικού δεν είναι πιθανό να έχουν σημασία, καθώς προφανώς μεγαλώνει καθώς το σύμπαν μεγαλώνει - γι 'αυτό το ονομάζουμε σκοτεινή ενέργεια. Το υπόλοιπο συστατικό που ονομάζουμε σκοτεινή ύλη δεδομένου ότι αντιπροσωπεύει ένα στοιχείο της σκοτεινής πλευράς που είναι ικανό να δημιουργήσει βαρύτητα. Αλλά αυτό είναι. Σε αυτό το πλαίσιο, η σκοτεινή ύλη καλείται να εξισορροπήσει τα μαθηματικά - μέσα σε ένα σύνολο τύπων που ήδη τεντώνουν την αξιοπιστία λέγοντάς μας ότι το 96% του σύμπαντος είναι αόρατο και ανιχνεύσιμο. Αν λοιπόν ήταν αυτό που υποστήριζε την υπόθεση για σκοτεινή ύλη, θα δικαιολογηθήκατε εάν αισθανόσασταν λίγο σκεπτικοί.
Αλλά η δεύτερη απαίτηση για σκοτεινή ύλη βασίζεται πολύ περισσότερο στην ηχητική παρατήρηση και τη συμβατική φυσική. Οι γαλαξίες - και ο τρόπος με τον οποίο οι γαλαξίες συσπειρώνονται και αλληλεπιδρούν δυναμικά - δεν έχουν νόημα εάν αποτελούνται από μόνο τα ορατά και άλλα γνωστά είδη ύλης που βρίσκονται μέσα τους. Ο ίδιος ο Γαλαξίας περιστρέφεται με τρόπο που θα οδηγούσε σε μεγάλο μέρος του να διαχωρίζεται, εάν δεν υπήρχε πρόσθετο αόρατο υλικό που δημιουργούσε πρόσθετη βαρυτική έλξη. Υπάρχουν λοιπόν βάσιμοι λόγοι να πιστεύουμε ότι πραγματικά θα μπορούσε να υπάρχει κάτι άλλο εκεί έξω.
Υπήρξε ένα πρόσφατο φούσκωμα για τη σκοτεινή ύλη στους νάνους γαλαξίες - αν και πρόκειται κυρίως για το εάν τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης συσσωρεύονται στο κέντρο ή αν είναι ενεργητικά σωματίδια που κινούνται σε όλο τον γαλαξία. Προφανώς τα δεδομένα ταιριάζουν καλύτερα στο τελευταίο σενάριο, το οποίο αμφισβητεί την επικρατούσα άποψη ότι η σκοτεινή ύλη είναι «κρύα» και είναι επιρρεπής σε συσσώρευση.
Μια πρόσφατη βιβλιογραφική ανασκόπηση για το Arxiv παρέχει μια ολοκληρωμένη κάλυψη της τρέχουσας κατάστασης της επιστήμης της σκοτεινής ύλης. Τα αρχικά δεδομένα από το διαστημικό σκάφος PAMELA, που δείχνουν μια ανώμαλη κοσμική ροή ακτίνων, ενθάρρυναν την κερδοσκοπία ότι αυτό μπορεί να προκύψει από σκοτεινή ύλη που καταστρέφει ή αποσυντίθεται. Αυτή η θεωρία δεν έλαβε ευρεία υποστήριξη, αλλά αυτή η κερδοσκοπία αναζωογονήθηκε πιο πρόσφατα με το FERMI-LAT να βρίσκει απροσδόκητες ροές ποζιτρονίων (δηλαδή αντιύλη) - ακολουθούμενη από μια ανακοίνωση ότι η FERMI-LAT και άλλα τηλεσκόπια θα πραγματοποιήσουν μια ειδική αναζήτηση για γραμμές ακτίνων γάμμα που θα προκύψουν από τον αφανισμό ή τη φθορά της σκοτεινής ύλης. Εδώ υποτίθεται ότι - ή τουλάχιστον υποτίθεται - ότι η σκοτεινή ύλη μπορεί να καταστραφεί μέσα στα καυτά, πυκνά και δυναμικά κέντρα γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένου του γαλαξία μας.
Έτσι, η διαστημική επιστήμη θα μπορούσε να παρέχει τουλάχιστον περιστασιακά στοιχεία για ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της διαστημικής επιστήμης - αν και όλα τα μέχρι σήμερα ευρήματα δεν είναι απολύτως πειστικά.
Τα πειράματα με βάση τη γη αναζητούν πιο άμεσες αποδείξεις για τη φύση των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης. Για παράδειγμα, το Large Hadron Collider αναζητά σημάδια υπογραφών σωματιδίων υπερσυμμετρίας. Το υποθετικό ουδέτερο θα ταιριάζει όμορφα με τα υποθετικά χαρακτηριστικά ενός σωματιδίου σκοτεινής ύλης (ένα σωματίδιο που αλληλεπιδρά ασθενώς με άλλη ύλη, έχει ουδέτερο φορτίο, είναι σταθερό σε κοσμικές χρονικές κλίμακες και δεν έχει φορτίο χρώματος), αλλά δεν υπάρχουν σημάδια του ουδέτερου ή οτιδήποτε άλλο ξεκάθαρα υπερσυμμετρικό, μέχρι τώρα.
Υπάρχουν επίσης πειράματα, όπως το DAMA / LIBRA, τα ανθρακωρυχεία σε βάθος και τα παρόμοια, τα οποία έχουν σχεδιαστεί για να εντοπίζουν άμεσα αδύναμα διαδραστικά τεράστια σωματίδια - αν και πάλι τα ευρήματα μέχρι σήμερα είναι λίγο ασαφή.
Και «όλα λίγο ασαφή» είναι μια δήλωση που αντιπροσωπεύει κατάλληλα την τρέχουσα κατάσταση της επιστήμης της σκοτεινής ύλης - παραμένουμε σίγουροι ότι υπάρχει κάτι έξω εκεί, αλλά (υποχρεωτικό παιχνίδι στις ερχόμενες λέξεις) παραμένουμε τόσο στο σκοτάδι όσο ποτέ για το τι ακριβώς είναι.
Περαιτέρω ανάγνωση: Capoziello et al Το πρόβλημα της ύλης που λείπει: Από την αναζήτηση της σκοτεινής ύλης σε εναλλακτικές υποθέσεις.
