Noi cercetări indică faptul că materia întunecată poate fi făcută din particule, fiecare cântărind aproape la fel de mult ca celulele umane și are o densitate suficientă pentru a deveni o gaură neagră miniaturală.
În timp ce materia întunecată este considerată a fi cinci sase din toată materia în univers, oamenii de știință încă nu știu de ce se compune această substanță ciudată. Adevărat cu numele său, materia întunecată nu este vizibilă - nu emite, reflectă sau chiar blochează lumina. Drept urmare, materia întunecată poate fi acum studiată numai datorită efectelor ei gravitaționale asupra materiei obișnuite. Și natura ei este în prezent unul dintre cele mai mari secrete din domeniul științei.
Autorii unui nou studiu științific au spus că, dacă materia întunecată constă din astfel de particule supermazice, atunci astronomii ar putea detecta semnele lor în lumina ulterioară a Big Bang-ului.
Studiile anterioare privind materia întunecată au eliminat în mare parte toate materialele convenționale cunoscute ca fiind candidați pentru cei care alcătuiesc acest material misterios. Efectele gravitaționale atribuite materiei întunecate includ mișcările orbitale ale galaxiilor: masa totală a materiei vizibile din galaxie, cum ar fi stelele și norii de gaze, nu poate explica mișcările galaxiei, deci trebuie să existe o masă suplimentară, invizibilă. Oamenii de știință încă aderă la opinia că această masă lipsă constă într-un nou tip de particule care interacționează foarte slab cu materia obișnuită. Aceste particule noi vor exista în afara modelului standard al fizicii particulelor, care este cea mai bună descriere actuală a lumii subatomice. Unele modele de materie întunecată sugerează că această substanță cosmică constă în particule masive cu interacțiune slabă sau particule masive care interacționează slab (WIMP), care sunt considerate a fi de aproximativ 100 de ori masa protonului. Acest lucru este indicat de co-autorul studiului, McCullen Sandora, cosmolog de la Universitatea din Danemarca de Sud. Cu toate acestea, în ciuda numeroaselor căutări, cercetătorii nu au găsit niciun UHF, lăsând deschisă posibilitatea ca particulele de materie întunecată să poată consta dintr-o altă substanță semnificativă.
Acum Sandora și colegii săi studiază limita superioară a masei materiei întunecate - adică încearcă să afle cât de masiv ar putea fi particulele individuale, pe baza științelor despre care știu oamenii. În acest nou model, cunoscut sub numele de materie întunecată interactivă a lui Planck, fiecare dintre particulele care interacționează slab cântărește aproximativ 1019 sau 10 miliarde de miliarde de ori mai mult decât un proton sau "aproximativ la fel de greu ca o particulă poate fi înainte de a deveni o gaură neagră miniaturală ", A spus Sandor la Space.com.
O particulă cu mase de protoni de 1019 cântărește aproximativ 1 microgram. Pentru comparație, studiile arată că o celulă umană tipică cântărește aproximativ 3,5 μg.
Geneza ideii acestor particule supermazice "a început cu un sentiment de depresie, care, se pare, însoțește toate eforturile de a produce sau detecta UHF și totuși nu aduce niciun indiciu încurajator", a spus Sandora. "Încă nu putem exclude scriptul UHRO." Dar în fiecare an există tot mai multe suspiciuni că nu le putem observa. De fapt, până acum nu au existat indicii definitive că există o nouă fizică în afara modelului standard la orice scară energetică disponibilă, așa că a trebuit să ne gândim la limita finală a acestui scenariu ". Această ilustrație, luată din modelarea pe calculator, arată un roi de cheaguri de materie întunecată în jurul galaxiei noastre Calea Lactee.
Sandora și colegii săi au considerat-o mai mult decât curiozitatea, deoarece caracterul ipotetic de masă al particulelor înseamnă că nu există niciun fel de posibilitate ca un ciocan de particule de pe Pământ să o producă și să dovedească (sau să respingă) o astfel de existență.
Dar acum, cercetatorii au sugerat ca, daca astfel de particule exista, atunci semnele existentei lor pot fi detectate in radiatia cosmica de fond de microunde. Aceasta este ultima lumină a Big Bang-ului, care a creat universul cu 13, 8 miliarde de ani în urmă.
În prezent, viziunea dominantă în cosmologie este că în momentele de după Big Bang, Universul a crescut la proporții gigantice. Această lovitură uriașă de creștere, numită inflație, ar face ca cosmosul să fie lămurit, explicând de ce pare acum în mare parte același în toate direcțiile.
Studiile arată că după sfârșitul inflației, energia rămasă a încălzit universul nou-născut în timpul unei ere numite "reîncălzire". Sandora și colegii săi sugerează că temperaturile extreme generate de reîncălzire ar putea produce un număr mare de particule supermazice. Acest lucru este suficient pentru a explica efectele gravitaționale ale materiei întunecate care apar în prezent în Univers.
Cu toate acestea, pentru ca acest model să funcționeze, căldura în timpul reîncălzirii ar trebui să fie semnificativ mai mare decât ceea ce se presupune în general în modelele universale. O reîncălzire mai caldă ar lăsa, la rândul său, o semnătura în radiația relicvei pe care o poate detecta următoarea generație de experimente relicve. "Toate acestea se vor întâmpla în următorii câțiva ani. Speram ca acest lucru se va intampla in urmatorul deceniu si nimic mai mult ", a spus Sandora. Dacă materia întunecată constă din aceste particule super-grele, o astfel de descoperire nu numai că ar arăta lumina asupra naturii majorității materiei din Univers, ci și o imagine completă a naturii inflației și a modului în care a început și sa oprit. Acestea sunt lucruri care, potrivit oamenilor de știință, sunt încă foarte nesigure.
De exemplu, dacă materia întunecată constă din aceste particule foarte grele, care arată că inflația a avut loc la o energie foarte înaltă, aceasta înseamnă, în schimb, că nu a fost posibilă producerea numai a fluctuațiilor de temperatură în universul timpuriu, ci și în spațiu și timp sub formă de valuri gravitaționale ", a spus Sandora. "În al doilea rând, acest lucru sugerează că energia inflației a trebuit să se dezintegreze în materie extrem de repede, pentru că dacă ar fi fost nevoie de mai mult timp, Universul sa răcit până la un punct în care nu ar fi putut să producă particule de materie întunecată care să interacționeze Planck în general" .
