Μπορεί να φαίνεται παράδοξο, όμως το μεγαλύτερο μέρος της ύλης στο Σύμπαν είναι αόρατο. Οτιδήποτε είναι ορατό, από τους γαλαξίες και τα αστέρια μέχρι το κινητό από το οποίο διαβάζετε αυτό το άρθρο και εμάς τους ίδιους, αποτελεί μόλις το 15% της συνολικής ύλης. Το υπόλοιπο αποτελείται από σκοτεινή ύλη, η οποία αλληλεπιδρά μόνο μέσω της βαρύτητας και αποτελεί βασικό συστατικό της συγκράτησης των τεράστιων ουράνιων δομών, όπως οι γαλαξίες και τα σμήνη γαλαξιών. Χωρίς τη σκοτεινή ύλη θα διαλύονταν σε ξεχωριστά σώματα.
Μέχρι σήμερα έχουν γίνει αμέτρητες προσπάθειες για να εντοπιστεί. Από υπόγειους ανιχνευτές γεμάτους υγρό ξένο μέχρι παρατηρήσεις στο κέντρο του Γαλαξία μας, οι φυσικοί ψάχνουν χρόνια για ένα ξεκάθαρο ίχνος της. Το αποτέλεσμα; Καμία από αυτές τις προσπάθειες δεν έχει αποκαλύψει τι πραγματικά είναι.
Αυτός είναι και ο λόγος που μια νέα μελέτη προτείνει μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση.
Η θεωρία της διάσπασης σε βαρυτόνια
Μια νέα μελέτη στο περιοδικό Physical Review D προτείνει μια διαφορετική οδό. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι η σκοτεινή ύλη δεν συγκρούεται ούτε αυτοκαταστρέφεται. Αντίθετα, διασπάται σταδιακά παράγοντας βαρυτόνια (gravitons), τα υποθετικά σωματίδια που θεωρούμε ότι μεταφέρουν τη βαρυτική δύναμη.
Και εδώ είναι που το πράγμα αποκτά ενδιαφέρον.
Αυτά τα βαρυτόνια, καθώς ταξιδεύουν στο διάστημα και συναντούν ισχυρά μαγνητικά πεδία, μπορούν να μετατραπούν σε φωτόνια. Η διαδικασία αυτή είναι γνωστή στη φυσική ως φαινόμενο Gertsenshtein. Πρακτικά, αυτό σημαίνει ότι δεν κυνηγάμε την ίδια τη σκοτεινή ύλη, αλλά το φως που αφήνει πίσω της όταν μεταμορφώνεται.
Γιατί τα βαρυτόνια παραμένουν «φαντάσματα»;
Στη θεωρία της κβαντικής βαρύτητας, τα βαρυτόνια είναι ο αντίστοιχος «φορέας» της βαρύτητας, όπως ακριβώς τα φωτόνια είναι ο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης. Στην πράξη όμως, δεν τα έχουμε παρατηρήσει ποτέ πειραματικά. Παραμένουν θεωρητικά σωματίδια, απαραίτητα παρόλα αυτά για τα μοντέλα που προσπαθούν να ενοποιήσουν τη φυσική.
Η απάντηση βρίσκεται στους «διαδρόμους» του Σύμπαντος
Η νέα μελέτη μετατοπίζει την έρευνα μακριά από το κέντρο του Γαλαξία μας, εστιάζοντας στον κοσμικό ιστό. Πρόκειται για τα τεράστια νημάτια αερίου και σκόνης που συνδέουν τους γαλαξίες μεταξύ τους, καταλαμβάνοντας έως και το 30% του παρατηρήσιμου σύμπαντος.
Στο εσωτερικό τους υπάρχουν μαγνητικά πεδία. Αν και είναι εξαιρετικά ασθενή (μόλις λίγα δισεκατομμυριοστά του Gauss, όταν ένας μαγνήτης ψυγείου είναι εκατό φορές ισχυρότερος από το μαγνητικό πεδίο της Γης), εκτείνονται σε αποστάσεις εκατομμυρίων ετών φωτός.
Αυτή η τεράστια απόσταση είναι που δίνει στα βαρυτόνια τον «χώρο» που χρειάζονται για να μετατραπούν σε φωτόνια ακτίνων γάμμα.
Πώς επιβεβαιώνεται μια τέτοια υπόθεση;
Η ομάδα προτείνει την αναζήτηση μιας ανεπαίσθητης περίσσεια ακτίνων γάμμα στα δεδομένα του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Fermi. Αν εντοπιστεί αυτό το επιπλέον σήμα, θα έχουμε την πρώτη έμμεση απόδειξη ότι η σκοτεινή ύλη διασπάται.
Αν η θεωρία επιβεβαιωθεί, ο τρόπος που μελετάμε την κοσμολογία αλλάζει επίπεδο. Αν όχι, η σκοτεινή ύλη θα συνεχίσει να είναι το πιο καλά κρυμμένο μυστικό του κόσμου.
