Η σκοτεινή ύλη ίσως είναι ένα κοσμικό λείψανο από επιπλέον διαστάσεις

Η σκοτεινή ύλη, η άπιαστη ουσία που αποτελεί την πλειονότητα της μάζας στο σύμπαν, μπορεί να αποτελείται από τεράστια σωματίδια που ονομάζονται γκραβιτόνια (βαρυτόνια) που εμφανίστηκαν για πρώτη φορά την πρώτη στιγμή μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Και αυτά τα υποθετικά σωματίδια μπορεί να είναι κοσμικοί πρόσφυγες από επιπλέον διαστάσεις, προτείνει μια νέα θεωρία.

Οι υπολογισμοί των ερευνητών υποδηλώνουν ότι αυτά τα σωματίδια θα μπορούσαν να είχαν δημιουργηθεί στις σωστές ποσότητες για να εξηγήσουν τη σκοτεινή ύλη , η οποία μπορεί να «φανεί» μόνο μέσω της βαρυτικής της έλξης στη συνηθισμένη ύλη. “Τα γκραβιτόνια παράγονται από συγκρούσεις συνηθισμένων σωματιδίων στο πρώιμο σύμπαν. Αυτή η διαδικασία πιστεύεται ότι είναι πολύ σπάνια”, σημειώνει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Giacomo Cacciapaglia, φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Λυών στη Γαλλία στο Live Science .

Γκραβιτόνια και σκοτεινή ύλη

Αλλά σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε τον Φεβρουάριο στο περιοδικό Physical Review Letters, ο Cacciapaglia, μαζί με τους φυσικούς του Πανεπιστημίου της Κορέας Haiying Cai και Seung J. Lee, ανακάλυψαν ότι αρκετά από αυτά τα γκραβιτόνια θα είχαν δημιουργηθεί στο πρώιμο σύμπαν για να εξηγήσουν όλη τη σκοτεινή ύλη που ανιχνεύουμε αυτήν τη στιγμή στο σύμπαν.

Τα γκραβιτόνια, εάν υπάρχουν, θα είχαν μάζα μικρότερη από 1 megaelectrovolt (MeV), άρα όχι μεγαλύτερη από τη διπλάσια μάζα ενός ηλεκτρονίου, διαπίστωσε η μελέτη. Αυτό το επίπεδο μάζας είναι πολύ μικρότερο από την κλίμακα στην οποία το μποζόνιο Χιγκς δημιουργεί μάζα για τη συνηθισμένη ύλη – κάτι που είναι το κλειδί για το μοντέλο να παράγει αρκετή από αυτές ώστε να λαμβάνεται υπόψη όλη η σκοτεινή ύλη στο σύμπαν. (Για σύγκριση, το ελαφρύτερο γνωστό σωματίδιο, το νετρίνο , ζυγίζει λιγότερο από 2 ηλεκτρονβολτ, ενώ ένα πρωτόνιο ζυγίζει περίπου 940 MeV, σύμφωνα με το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας)

Η ομάδα βρήκε αυτά τα υποθετικά γκραβιτόνια ενώ αναζητούσε στοιχεία για επιπλέον διαστάσεις, που ορισμένοι φυσικοί υποπτεύονται ότι υπάρχουν μαζί με τις παρατηρούμενες τρεις διαστάσεις του χώρου και την τέταρτη διάσταση, τον χρόνο.

Στη θεωρία της ομάδας, όταν η βαρύτητα διαδίδεται μέσω επιπλέον διαστάσεων, υλοποιείται στο σύμπαν μας ως τεράστια γκραβιτόνια.

Αλλά αυτά τα σωματίδια θα αλληλεπιδρούσαν μόνο ασθενώς με τη συνηθισμένη ύλη, και μόνο μέσω της δύναμης της βαρύτητας. Αυτή η περιγραφή είναι παράξενα παρόμοια με ό,τι γνωρίζουμε για τη σκοτεινή ύλη, η οποία δεν αλληλεπιδρά με το φως αλλά έχει μια βαρυτική επιρροή αισθητή παντού στο σύμπαν. Αυτή η βαρυτική επίδραση, για παράδειγμα, είναι που εμποδίζει τους γαλαξίες να διαλυθούν.