Масивно јато од жолтеникави галаксии, кои изгледаат како да се заробени од црвено-сина мрежа од изобличени позадински галаксии, даваат волшебна слика добиена од новата напредна камера за набљудувања на телескопот Хабл. За да се добие оваа неизобличена слика од Вселената, Хабл бил насочен кон центарот од еден од најмасивните познати галактички јата, наречен Абел 1689. Гравитацијата од трилионите ѕвезди во јатото, плус темната материја, играат улога на леќа во просторот со големина од 2 милиони светлински години. Гравитациската леќа ја искривува и зголемува светлината која доаѓа од галаксиите кои се наоѓаат далеку во позадината. Дел од најбледите објекти во сликата најверојатно се наоѓаат на растојание од над 13 милијарди светлински години во позадината (црвено поместување со вредност 6). Силниот ефект од гравитациската леќа забележан од Хабл при набљудувањето на Абел 1989 го потврдува и покажува присуството на теманта материја. Заслуги: : NASA, N. Benitez (JHU), T. Broadhurst (Racah Institute of Physics/The Hebrew University), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI),G. Hartig (STScI), G. Illingworth (UCO/Lick Observatory), the ACS Science Team and ESA
Заедницата на физичарите посвети три децении барајќи, без успех, докази дека темната материја се состои од многу ситни егзотични честички. Теоретските физичари од универзитетот „Case Western Reserve“ им предлагаат на истражувачите да го земат предвид барањето за кандидати кои се повеќе од познатата област, а воедно и повеќе масивни.
Темната материја претставува незабележителна материја, која во комбинација со нормалната материја би ја создавала гравитацијата која, меѓу другото, го спречува распаѓањето на формата на галаксиите. Пресметките на физичарите велат дека 27% од Универзумот се состои од темната материја, додека нормалната материја сочинува само 5% од Универзумот.
Наместо WIMPS (Weakly Interacting Massive Particles), масивни честички со слаби интеракции, или пак аксиони, кои се честиччки со ниска маса кои имаат слаби интеракции, темната материја би можела да биде составена од макроскопски објекти и тоа со големина која варира од неколку центиметри до големината на астероид, со веројатност да ја поседуваат густината на неутронска ѕвезда, или онаа на јадрото од атом.
Професорите по физика, Глен Старкмен и Дејвид Џејкобс, велат дека објавените набљудувања претставуваат водич кој ја ограничува областа во која треба да бараме.
Макро-материјалите, како што ги нарекуваат Старкмен и Џејкобс, освен што би претставувале далеку поголеми објекти од WIMPS и аксионите, дополнително би се разликувале од нив. Потенцијално, тие би биле составени од честички кои потекнуваат од Стандарднот модел за физика на честички, притоа отстранувајќи ја потребата од нова физика за да се објасни нивното постоење.
„Веќе долго време бараме WIMPS и не успеваме во нашата потрага“, вели Старкмен.„Очекувавме да создадеме WIMPS во LHC (Large Hadron Collider), но и тоа не успеа.“
WIMPS и аксионите остануваат потенцијални кандидати за темната материја, но тоа не значи дека треба да престанеме да бараме во други насоки, велат физичарите.
„Заедницата некако се тргна од идејата дека темната материја би можела да биде создадена од некој тип на нормални честички уште во доцните 80-ти,“ изјавува Старкмен.„Ние само прашуваме дали ова навистина е точно и како знаеме дека темната материја не е само некој вид на нормални честички – нешто што би било составено од кваркови и електрони?“
По елиминацијата на обичната материја, вклучувајќи неуспешни Јупитери, бели џуџиња, неутронски ѕвезди, ѕвездени црни дупки, црните дупки во центрите на галаксиите и неутрината со голема маса, како можни кандидати, физичарите го насочиле својот фокус кон егзотичната и нејасната област.
Материјата која е меѓу обичната и егзотичната, слични тела на неутронските ѕвезди или големи јадра, биле задржени за разгледување, вели Старкмен. „Велиме слични тела бидејќи тие најверојатно имаат значителни мешавини од чудни кваркови, кои се создаваат во забрзувачи и обично имаат екстремно кратки животи.“
Иако чудните кваркови се многу нестабилни, Старкмен посочува дека и неутроните се исто така нестабилни. Сепак, кај хелиумот, врзан од два стабилни протони, неутроните остануваат стабилни.
„Ова ја отвора веројатноста за создавањето на стабилна чудна нуклеарна материја во раниот Универзум и дека темната материја е само збир од чудна нуклеарна материја или други врзани состојби на кваркови, или бариони, кои исто така се создадени од кваркови,“ продолжува Старкмен. Ваква темна материја би се вклопила во Стандардниот модел.
Овие честички би настанале од обични и чудни кваркови или бариони пред истите да се распаднат на температура над 3.5 трилиони Целзиусови степени, споредлива со онаа во центарот кај масивна супернова, пресметале Старкмен и Џејкобс. Кварковите би морале да се составаат со 90-процентна ефикасност, оставајќи само 10 проценти од кои би се создале протони и неутрони кои се забележителни денес во Универзумот.
Границите на можната темна материја се следните:
- Минимум од 55 грама. Доколку темната материја беше помала, досега ќе беше забележана од детекторите во Skylab.
- Максимум од 1024 (милион милијарди милијарди) грама. Поголема маса од ова и макро-материјата би била доволно голема за да изврши искривување на светлина, ефект кој досега не е забележан.
- Опсег од 1017 до 1020 грама по центиметар квадратен уште веднаш треба да се елиминира од набљудувањето, велат теоретичарите. Темна материја во тој опсег би била масивна за гравитациската леќа да влијае врз индивидуални протони од гама зрачења, на начини кои би биле забележителни.
Доколку темната материја спаѓа во дозволениот опсег, постојат причини зошто истата е досега незабележана.
- При маса од 1018 грама, макро-темната материја би удирала во Земјата еднаш на секои милијарда години;
- При ниски маси, тие би судирале со земјата пофреквентно, но може да не остават впечатлива или забележителна трага;
- Во опсегот од 109 и 1018 грама, темната материја би се судирала со Земјата еднаш годишно и при тоа не би оставила траг врз поставените детектори за темна материја.
Превод: Бојан Андоновски
Извор: Phys.org
