Η επιστήμη και συγκεκριμένα η φυσική, βρίσκεται σε μια διαρκή αναζήτηση για το μυστικό πίσω από την υπερβολική βαρύτητα του Σύμπαντος που δεν ταιριάζει με την ποσότητα της ύλης που παρατηρούμε. Μέχρι σήμερα η διαφορά στην παρατηρήσιμη ύλη, γεμίζεται από αυτό που ονομάζουμε σκοτεινή ύλη. Τώρα, δύο ερευνητές από το Dartmouth College των ΗΠΑ πρότειναν μια ψυχρή ένωση μεταξύ σωματιδίων χωρίς μάζα, αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Για το μεγαλύτερο μέρος του αιώνα, ήταν σαφές πως οι εκτιμήσεις για την ορατή μάζα του Σύμπαντος, δεν έχουν καταφέρει να εξηγήσουν τον τρόπο με τον οποίο περιστρέφονται οι γαλαξίες, υποδεικνύοντας πως υπάρχουν αργά κινούμενες συστάδες ύλης, που δε μπορούμε να δούμε. Αυτή η ουσία ονομάστηκε σκοτεινή ύλη και αποτελεί μέχρι και σήμερα ένα τεράστιο μυστήριο.
Οι φυσικοί Guanming Liang και Robert Caldwell προτείνουν ένα νεογέννητο σύμπαν που ζεσταίνεται από σωματίδια χωρίς μάζα, που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα. Μια μορφή ύλης που έχει περισσότερα κοινά με το φως. Με την πάροδο του χρόνου, τα σωματίδια μέσα σε αυτό το νέφος υλικού υψηλής ενέργειας συγκρούστηκαν και ψύχθηκαν, αφήνοντας τα με την απαραίτητη μάζα, ώστε να εξηγηθεί η αόρατη πηγή βαρύτητας του Σύμπαντος.
«Αυτό είναι εντελώς αντίθετο με αυτό που θεωρείται ότι είναι η σκοτεινή ύλη – είναι ψυχρά κομμάτια που δίνουν στους γαλαξίες τη μάζα τους», λέει ο Caldwell.
«Η θεωρία μας προσπαθεί να εξηγήσει πώς μετατράπηκαν από φως σε μάζα».
Πριν από 13.7 δισεκατομμύρια χρόνια, ένα ολόκληρο σύμπαν ήταν στρυμωγμένο σε ένα χώρο που θα μπορούσε εύκολα να χωρέσει κάτω από τα νύχια μας. Σε αυτό τον χώρο ένα κβαντικό πάρτι βρισκόταν σε εξέλιξη. Σωματίδια όλων των ειδών κινούνται, συγκρούονται και τρίβονται, ελλείψει χώρου.
Σύμφωνα με το μοντέλο σύνθεσης νουκλεονίων των Nambu και Jona-Lasinio, μια συγκεκριμένη κατηγορία αυτών των σωματιδίων, γνωστή ως φερμιόνια Dirac, θα μπορούσε να συνδυάζεται με πολύ παρόμοιο τρόπο με τον τρόπο που τα ηλεκτρόνια συνδυάζονται για να σχηματίσουν ζεύγη Cooper στους υπεραγωγούς. Σύμφωνα με αυτό το φαινόμενο, επιτρέπεται η απώλεια ενέργειας κατά τη σταθεροποίηση μιας δομής σε χαμηλότερες θερμοκρασίες.
Βασιζόμενη σε αυτή την ιδέα, οι ερευνητές προσπάθησαν να δουν τι θα συνέβαινε αν κατά τις πρώτες στιγμές μετά τη μεγάλη έκρηξη, κάποιες ενεργειακές ενώσεις μετέτρεπαν την παράλογη ενέργεια των φερμιονίων Dirac, σε μάζα. Αυτό θα δημιουργούσε κάποιες σταθερές, αργές και ψυχρές μορφές ύλης, δηλαδή την σκοτεινή ύλη, όπως την αποκαλούμε σήμερα. Το πρακτικό θα ήταν σα να μετατρέπεται ένα σύννεφο καταιγίδα, απευθείας σε χαλαζόπτωση.
«Το πιο απροσδόκητο μέρος του μαθηματικού μας μοντέλου ήταν η ενεργειακή κατακόρυφη μεταβολή που γεφυρώνει την ενέργεια υψηλής πυκνότητας και την άμορφη χαμηλή ενέργεια», λέει ο Liang.
Το ίδιο το γεγονός ότι υπάρχουν ζεύγη Cooper μεταξύ των ηλεκτρονίων σημαίνει ότι δεν απαιτείται εξωτική δραστηριότητα για να εξηγηθεί η εμφάνιση αυτών των αργών, σωματιδίων σκοτεινής ύλης. Επιπλέον, η υπόθεση θα μπορούσε να εξηγήσει πού πήγε τόσο μεγάλο μέρος της ενέργειας στο πρώιμο Σύμπαν.
«Οι δομές αποκτούν τη μάζα τους λόγω της πυκνότητας της ψυχρής σκοτεινής ύλης, αλλά πρέπει επίσης να υπάρχει ένας μηχανισμός όπου η ενεργειακή πυκνότητα μειώνεται κοντά σε αυτήν που βλέπουμε σήμερα», λέει ο Liang .
«Το μαθηματικό μοντέλο της θεωρίας μας είναι πραγματικά όμορφο επειδή είναι μάλλον απλοϊκό – δεν χρειάζεται να ενσωματώσετε πολλά πράγματα στο σύστημα για να λειτουργήσει».
Διεθνώς ρεζίλι! Η Ελληνική δικαιοσύνη εναντίον του ιδιοκτήτη του Windscribe VPN
Όμως, η απλότητα και η απόδειξη δε συμπορεύονται πάντα. Όμως, σε αντίθεση με άλλες προτάσεις σχετικά με την φύση της σκοτεινής ύλης, αυτή η θεωρεία θα μπορούσε να δοκιμαστεί χρησιμοποιώντας δεδομένα που ήδη έχουμε στη διάθεσή μας.
Η μετατροπή καυτής ενέργειας υψηλής πίεσης σε ψυχρή και αρχή ύλη, αφήνει μια υπογραφή στο μικροκυματικό υπόβαθρο, την παραμορφωμένη λάμψη υποβάθρου της ακτινοβολίας που αναπηδά γύρω από το Σύμπαν, στις πρώτες στιγμές του.
Ορισμένα σημάδια που βρίσκονται στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο θα ήταν πόντοι που θα βαθμολογούνταν υπέρ της πρότασης ότι αυτά τα φερμιόνια είναι τουλάχιστον μία πηγή σκοτεινής ύλης.
«Είναι συναρπαστικό», λέει ο Caldwell. «Παρουσιάζουμε μια νέα προσέγγιση για να σκεφτούμε και ενδεχομένως να αναγνωρίσουμε τη σκοτεινή ύλη».
Αυτή η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters.
