Овој уметнички приказ ја покажува еволуцијата на универзумот, почнувајќи од Големата Експлозија од лево, проследено со појавата на космичката микробранова позадина. Формацијата на првите ѕвезди го ознаува крајот на космичката темна ера, по што доаѓа формацијата на галаксии. Заслуги: Астрофизички центар Харвард/Смитсонијан – Масачусетс/М. Вајс
Астрономите предлагаат нов модел за невидливата материја која го сочинува најголемиот дел од материјата во универзумот. Тие проучиле дали е можно дел од честичките да имаат мал електричен полнеж.
„Претходно имате слушнато за електрични автомобили и електронски читачи, но сега станува збор за електрична темна материја,“ вели Џулиан Муњоз од универзитетот Харвард во Кембриџ, Масачусетс, кој го предводел истражувањето кое било објавено во списанието Природа. „Како и да е, овој електричен полнеж е од најмалиот од најмалите размери“
Муњоз и неговиот соработник, Ави Лоеб од Астрофизичкиот центар Харвард/Смитсонијан во Кембриџ, Масачусетс, ја истражиле можноста овие наелектризирани честички од темна материја да можат да заемно дејствуваат со нормална материја под влијание на електромагнетната сила.
Нивниот скорешен труд се поклопува со неодамна објавен резултат од страна на соработката на Експериментот за Откривање на Глобалниот Запис на Епохата на Рејонизација (ЕОГЗЕР – EDGES). Во февруари научниците од овој проект изјавиле дека го откриле радиозаписот од првите генерации на ѕвезди, заедно со можни докази за заемно дејство помеѓу темна и нормална материја. Некои астрономи набрзо го оспорија тврдењето на ЕОГЗЕР. Во меѓувреме, Муњоз и Лоеб веќе ја истражуваа теоретската основа на експериментот.
„Можеме да раскажеме една фундаментална приказна за физиката со нашите истражувања без разлика на тоа како ги толкувате резултатите од ЕОГЗЕР,“ вели Лоеб, кој е на чело на Харвардовиот астрономски оддел. „Одликите на темната материја се една од најголемите мистерии во науката и треба да ги користиме сите нови податоци кои имаат врска со неа за да ја решиме.“
Приказната почнува со првите ѕвезди, кои емитувале ултравиолетова (УВ) светлина. Според општоприфатеното сценарио, оваа УВ светлина заемно дејствувала со ладни атоми на водород кои лежеле меѓу ѕвездите и им овозможила да ја апсорбираат радијацијата од микробрановата позадина на космосот (МПК – СМВ), т.е. радијацијата преостаната од Големата експлозија.
Оваа апсорпција би требало да доведе до пад во интензитетот на МПК во овој период, кој се одвива помалку од 200 милиони години по Големата експлозија. Тимот на ЕОГЗЕР тврди дека има откриено докази за оваа апсорпција на зрачење од МПК, иако ова треба независно да се потврди и од други научници. Но, температурата на водородниот гас во податоците од ЕОГЗЕР е околу половина од очекуваното.
„Ако ЕОГЗЕР открил водороден гас кој бил поладен од очекуваното во овој период, што би можело да го објасни?“ вели Муњоз. „Една од можностите е водородот да бил оладен од темната материја.“
За време на апсорбирањето на микробрановата радијација, слободните електрони и протони од обичната материја би се движеле со најмала можна брзина (бидејќи подоцна се загреваат од Х-зраци од првите црни дупки). Раширувањето на наелектризираните честички е најефективно при ниски брзини. Затоа какви било заемни дејства меѓу нормална и темна материја би биле најсилни во овој период ако некои од честичките на темната материја се наелектризирани. Бидејќи темната материја е ладна, ова заемно дејство би предизикало ладење на водородниот гас и би оставило запис за набљудувачите, како оној кој проектот ЕОГЗЕР тврди дека го пронашол.
„Ја ограничуваме можноста дека честичките на темната материја носат мал електричен полнеж – еднаков на милионити дел од полнежот на електронот – преку мерливи сигнали од космичката зора,“ вели Лоеб. „Невозможно е да се набљудуваат волку мали полнежи, дури и со најголемите забрзувачи на честички.“
Само мали количини на темна материја со слаб електричен полнеж би можеле и да ги објаснат податоците од ЕОГЗЕР и да избегнат несогласувања со други набљудувања. Ако најголемиот дел од темната материја е наелектризирана, тогаш овие честички би биле одбиени од регионите во близина на дискот на нашата галаксија, и не би можеле повторно да влезат. Ова се коси со набљудувања кои покажуваат дека големи количини од темна материја се лоцирани во близина на дискот на Млечниот пат.
На научниците им е познато од набљудувањата на МПК дека во раниот универзум протоните и неутроните се соединувале за да создадат неутрални атоми. Само мал дел од овие наелектризирани честички, отприлика една во неколку илјади, останувале слободни. Муњоз и Лоеб ја разгледуваат можноста темната материја да дејствувала на сличен начин. Податоците од ЕОГЗЕР и слични експерименти би можеле да бидат единствениот начин да се откријат преостанатите неколку наелектризирани честички, со оглед на тоа што повеќето од материјата ќе биде со неутрален полнеж.
„Просторот на можни параметри за ова сценарио е прилично ограничен, но ако се потврди со идни набљудувања сигурно е дека би научиле нешто фундаментално за природата на темната материја, една од најголемите загатки во денешната физика,“ вели Кора Дворкин од Харвард, кој не е вклучен во новото истражување.
Линколн Гринхил, исто така од Астрофизичкиот Центар, моментално ги тестира тврдењата на ЕОГЗЕР основани на нивните набљудувања. Тој го води проектот Експеримент за Откривање на Темната Доба со голема апертура ЕОТГ кој ја користи Низата со голема бранова должина во Овеновата долина во Калифорнија и Сокоро, Њу Мексико.
Превод: Јоаким Јаковлески
Извор: Phys.org
