Gondoljon mindenre, ami létezik az univerzumban. Óriási űrkemencék, mint a Napunk. Gáz óriások, amelyek mellett bolygónk csak törpe lesz. Az aszteroidák sorai versenyeznek az üres helyen. Távoli csillagok fényévek ezreitől távol. Mindez kevesebb, mint az univerzum tömegének 5% -a. Hol van a többi? Ez még mindig rejtély. Gigantikus univerzumunk olyan sötét anyag részecskékkel alakulhatott ki, amelyeket még nem is voltunk képesek megfigyelni. A tudósok megpróbálják bizonyítani létezésüket, és velük együtt a "sötét csillagok" létezését.
Van egy elem, amely az univerzum 25% -át teheti ki. Nem érezhetjük vagy láthatjuk. Nem lép kölcsönhatásba a fénnyel. Még nem éppen azokból az építőelemekből áll, amelyekhez hozzászoktunk - az atomokon belüli elektronok és protonok, amelyek minden anyagot alkotnak.
Ez "sötét anyag", és a tudósok évtizedek óta megpróbálják megérteni, mi az. Az elméleti asztrofizikus, Katherine Freese egyike azoknak, akik vadásznak az élet titokzatos téglájára. Harminc évvel ezelőtt az univerzum alakítását segítő láthatatlan ragasztó elmélete földalatti részecskegyorsítók építéséhez vezetett az egész földre, mint például a CERN gépei. Mit keresnek? Ezeket a részecskéket wimps-nek (WIMP) hívják, és Freese szerint az e kísérteties anyagból készített csillagok több milliárd évvel ezelõtt a kozmosznak képesek voltak képezni.
A wimps (gyengén interakcióban lévő hatalmas részecskék) olyan nagy részecskék, amelyek nem lépnek kölcsönhatásba az elektromágneses erőkkel. Ez "sötétté" teszi őket - nem figyelhetők meg azokkal az elektromágneses érzékelőkkel, amelyeket az emberek az utóbbi száz évben az univerzum felmérésére használtak.
De a szuperszimmetria elméletének köszönhetően - amely azt sugallja, hogy minden ismert részecskének "antianyag" -nak megfelelő - van rés a jelenlegi részecske-atlaszunkban, és a WIMPS tökéletesen kitölti ezt a rést. Mindenhol vannak, de nem hagynak nyomot, mert vonakodnak kölcsönhatásba lépni a körülvevő rendes részecskékkel.
„Nos, ha minden tárgyat felveszünk mindennapi életünkbe - a testedet, a székt, amelyen ül, a levegőt lélegzik, a falakat körülöttünk, hozzáadjuk a bolygót, adjuk hozzá a csillagokat -, mindez atomokból készül, amelyeket értünk, de mindez az atomi anyag az univerzumunk mindössze 5% -át teszi ki - öt százalékot! Ezért van még egy 95%, amit meg kell értenünk. És itt jön be a sötét anyag és a sötét energia. Amikor átmennek téged - milliárd részecske másodpercenként másodpercenként -, akkor nem veszi észre, mert a gyenge interakció valóban gyenge, semmi sem történik."
Promóciós videó:
Hogyan találja meg azt, amit nem láthat?
„A sötét anyag jó analógiája a szél. Nem látjuk, láthatatlan, és mégis biztosak vagyunk abban, hogy létezik, mert a levelek zümmögnek. Ugyanez a helyzet a sötét anyaggal. Látjuk, hogy összehúzza a dolgokat … számít, ami azt jelenti, hogy gravitációt érez. Összehúzza és összehúzza a dolgokat. Tudjuk, hogy ilyen okból létezik, de nem tudjuk, miből áll."
Ha léteznek wimps - és Freese biztos benne, hogy vannak -, akkor nem sokkal a nagy robbanás után kellett volna megjelenniük.
Freese ezt az elméletet Paolo Gondolo, az Utah-i Egyetemen, valamint Doug Spoliar-nal, a svédországi Stockholm Egyetemen, asztrofizikus kollégákkal vizsgálta. Az első „sötét csillagokat” keresték, amelyek a világegyetem korai napjaiban alakultak ki.
Nevük ellenére ezek az ősi csillagok vakítóak voltak - a sötét anyag megsemmisítésében éltek. És némelyikük az Univerzum távoli sarkában élhet, sugárzóan ragyogóan.
"A sötét csillagok ugyanolyan tömeggel indultak el, mint a Nap, de nagyobbra és nagyobbra nőhetnek, amíg napok millióinak milliárdszor világosabbá válnak."
„A következő nagy távcső, a James Webb Űrtávcső, a híres Hubble űrteleszkóp kiterjesztése, sötét csillagokat fog megtalálni. Ezzel nemcsak egy teljesen új csillagotípust találunk, ami már önmagában is meglepő, hanem bebizonyítani fogjuk, hogy a WIMP-n kívül élnek. Tehát a problémát önmagában oldja meg."
És ez véget vethet a modern tudomány egyik legnehezebb kihívásának. A tudósok az 1930-as évek óta próbálják megoldani a sötét anyag problémáját, de a létezésére utalások már jóval azelőtt megjelentek.
"Amikor az emberek tanulmányozták a nap és a körülötte lévő bolygók mozgását, rájöttek, hogy a középső bolygók meglehetősen gyorsan mozognak, de minél távolabb vannak a központtól, annál lassabb a mozgás" - mondja Freese.
"Tehát azt gondolták, oké, ezek Newton törvényei, tudjuk őket, ezek a természet törvényei, nézzük meg a nagyobb szerkezeteket - galaxisokat és galaxiscsoportokat."
„De nem ezt találták: rájöttek, hogy ahogy elmozdulsz a galaxis közepétől, minden ugyanolyan sebességgel halad. Nagyon furcsa volt."
Freese úgy véli, hogy a csillagok és bolygók, amelyeket az éjszakai égbolton látunk, egy hosszú reakciólánc csúcspontja, amely ezekkel a gyengén kölcsönhatásban lévő részecskékkel kezdődött. És azt mondja, hogy a sötét anyag részecskéi nélkül az univerzum nem lehetett volna olyan, mint mi. "Azok a szerkezetek, amelyekben élünk, galaxisok és galaxiscsoportok, nem képezhetők volna létre, ha a sötét anyag nem alkotná a kozmikus hálót, amelyben élünk."
Azaz az első összegyűjtött sötét anyag, majd a szokásos atomok, neutronok és protonok, és így tovább, a sötét anyaggal együtt, protogalaxisokat alkotnak, amelyek galaxisok, bolygók és csillagok megjelenéséhez vezettek. De ahhoz, hogy ezt a struktúrát kialakítsuk, szükség van sötét anyagra."
ILYA KHEL