Tudjuk, hogy létezik sötét anyag. Sőt, a tudósok nehezen fogják magyarázni, hogy mi magyarázza azokat a gravitációs hatásokat, amelyeket rutinszerűen látnak a kozmoszban.
A tudósok évtizedek óta próbálták bebizonyítani annak létezését protonok összetörésével a Nagy Hadron Összeütközőben. Sajnos ezek az erőfeszítések nem adtak konkrét bizonyítékokat.
Ezért ideje lehet átgondolni a sötét anyagot. És a fizikusok, David M. Jacobs, Glenn D. Starkman és Bryan Lynn, a Case Western Reserve University egy olyan elmélettel rendelkezik, amely éppen ezt teszi, még akkor is, ha kissé furcsának hangzik.
Új tanulmányukban azt állítják, hogy a sötét anyag helyett láthatatlan elemi részecskékből, amelyek nem bocsátanak ki vagy absorbálnak fényt és elektromágneses sugárzást, anyagdarabok formájában, amelyek tömege és mérete nagyban különböznek.
A jelenlegi helyzetben számos vezető jelölt van arra, hogy mi lehet a sötét anyag, kezdve a Gyengén Interaktív Masszív Részecskéktől (más néven WIMP) az axiókig. Ezek a jelöltek vonzóak, különösen a WIMP-k, mivel ezeknek a részecskéknek a létezése segíthet megerősíteni a szuperszimmetria elméletet - ami viszont hozzájárulhat minden működő elméletéhez (ToE).
De eddig nem nyert bizonyítékot, amely egyértelműen igazolná mindkettő létezését. Amellett, hogy az általános relativitáselmélet működéséhez szükséges, ez a láthatatlan tömeg úgy tűnik, hogy a tartalom láthatatlan marad a felismerésre.
Jacobs, Starkman és Lynn szerint ez azt jelezheti, hogy a sötét anyag létezik a normál anyag birodalmában. Különösen azt fontolják meg, hogy a sötét anyag makroszkopikus tárgyakból áll - amelyeket „makróknak” neveznek -, amelyek gramm és négyzetcentiméter egységekben jellemezhetők.
A makrók nemcsak szignifikánsan nagyobbak, mint a WIMPS és az axiók, hanem potenciálisan összeállíthatók részecskékből is a részecskefizika standard modelljében - például kvarkok és leptonok a korai univerzumból -, ahelyett, hogy új fizikát kellene magyarázniuk létezésükre. A WIMPS és az axiók továbbra is a sötét anyag jelöltjei lehetnek, ám Jacobs és Starkman azt állítják, hogy ok van máshol keresni.
„Régi, ám izgalmas lehetőség, hogy a sötét anyag makroszkopikus lehet és akár megjelenhet a standard modellben is” - mondta Starkman a Space Magazine e-mailben. "Ez a leggazdaságosabb lehetőség, és annak ellenére, hogy eddig nem sikerült sötét anyag jelölteket megtalálni a sötét anyag detektorokban, vagy hogy azokat a gázpedálunkba tegyük, ez megérdemli a figyelmünket."
Miután a legtöbb közönséges anyagot - beleértve a sikertelen jupitereket, a fehér törpeket, a neutroncsillagokat, a csillagfekete lyukakat, a galaxisok középpontjában lévő fekete lyukakat és a nagy tömegű neutrínókat - mint lehetséges jelölteket eltávolították, a fizikusok az egzotikára összpontosították.
Mindazonáltal az a kérdés, amely valahol a közönség és az egzotika között volt - a neutroncsillagok vagy a nagy magok rokonai -, az asztalon maradt - mondta Starkman. "Azt mondjuk, hogy rokonok, mert valószínűleg számottevően keverednek furcsa kvarkokhoz, amelyeket gyorsítókban készítenek, és általában rendkívül rövid életűek" - mondta.
Noha a furcsa kvarkok rendkívül instabilok, Starkman rámutat arra, hogy a neutronok szintén rendkívül instabilok. A héliumban, stabil protonokkal kötve, a neutronok stabilak maradnak.
"Ez lehetővé teszi annak lehetőségét, hogy stabil furcsa nukleáris anyagot készítsenek a korai világegyetemben, és a sötét anyag nem más, mint furcsa nukleáris anyag darabokat vagy más kötött kvarkok állapotát, vagy a baryonokat, amelyek maguk is kvarkokból készülnek" - mondta Starkman.
Az ilyen sötét anyag illeszkedik a standard modellhez.
Ez a makroszkópos elmélet talán legvonzóbb aspektusa: az a felfogás, hogy a sötét anyag, amelytől az univerzum kozmológiai modellje függ, további részecskék nélkül bizonyítható.
Ugyanakkor az a gondolat, hogy az univerzum tömör, láthatatlan tömeggel, nem pedig számtalan láthatatlan részecskével van tele, az univerzumot kissé idegennek tekinti, ugye?
