Știm că materia întunecată există. Ba mai mult, oamenii de știință ar fi greu de explicat ce sunt conturile pentru efectele gravitaționale pe care le văd de rutină la locul de muncă în cosmos.
Timp de zeci de ani, oamenii de știință au căutat să-și demonstreze existența prin trântirea protonilor împreună în Colibrul de Hadroni Mari. Din păcate, aceste eforturi nu au furnizat dovezi concrete.
Prin urmare, s-ar putea să fie timpul să regândești materia întunecată. Iar fizicienii David M. Jacobs, Glenn D. Starkman și Bryan Lynn de la Universitatea Case Western Reserve au o teorie care face asta, chiar dacă sună puțin ciudat.
În noul lor studiu, aceștia susțin că, în locul materiei întunecate constând din particule elementare care sunt invizibile și care nu emit sau nu absorb lumină și radiații electromagnetice, aceasta are forma unor bucăți de materie care variază mult în termeni de masă și dimensiune.
Așa cum există, există mulți candidați de vârf pentru ceea ce ar putea fi materia întunecată, care variază de la particule masive cu interacțiune slabă (numite WIMP-uri) până la axiuni. Acești candidați sunt atrăgători, în special WIMP-uri, deoarece existența unor astfel de particule ar putea ajuta la confirmarea teoriei supersimetriei - care, la rândul ei, ar putea ajuta la o teorie a lucrului (ToE).
Însă până acum nu s-au obținut dovezi care să dovedească în mod definitiv existența uneia dintre ele. Dincolo de a fi necesar pentru ca funcționalitatea generală să funcționeze, această masă invizibilă pare să rămână invizibilă pentru detectare.
Conform lui Jacobs, Starkman și Lynn, acest lucru ar putea indica faptul că materia întunecată există pe tărâmul materiei normale. În special, ei consideră posibilitatea ca materia întunecată să fie constituită din obiecte macroscopice - pe care le dublează „Macros” - care pot fi caracterizate în unități de grame, respectiv centimetri pătrați.
Macro-urile sunt nu numai semnificativ mai mari decât WIMPS și axiuni, dar ar putea fi asamblate potențial din particule din Modelul standard al fizicii particulelor - cum ar fi quark-uri și leptone din universul timpuriu - în loc să necesite fizică nouă pentru a le explica existența. WIMPS și aciuni rămân posibile candidați pentru materie întunecată, dar Jacobs și Starkman susțin că există un motiv de a căuta în altă parte.
„Posibilitatea ca materia întunecată să poată fi macroscopică și chiar să iasă din Modelul Standard este una veche, dar captivantă”, a spus Starkman, pentru Space Magazine, prin e-mail. „Este cea mai economică posibilitate și, în fața eșecului nostru de până acum, de a găsi candidați de materie întunecată în detectoarele noastre de materie întunecată sau de a le face în acceleratoarele noastre, este una care merită atenția noastră reînnoită.”
După ce au eliminat cele mai multe materii obișnuite - incluzând Jupitrele eșuate, piticele albe, stelele cu neutroni, găurile negre stelate, găurile negre din centrele galaxiilor și neutrinii cu multă masă - ca posibili candidați, fizicienii și-au concentrat atenția asupra exoticilor.
Cu toate acestea, materia care a fost undeva între obișnuită și exotică - rude de stele cu neutroni sau nuclee mari - a fost lăsată pe masă, a spus Starkman. "Spunem rude pentru că probabil au un amestec considerabil de quarkuri ciudate, care sunt făcute în acceleratoare și, de obicei, au vieți extrem de scurte", a spus el.
Deși quarkurile ciudate sunt extrem de instabile, Starkman subliniază că neutronii sunt, de asemenea, foarte instabili. Dar în heliu, legat cu protoni stabili, neutronii rămân stabili.
„Asta deschide posibilitatea ca materia nucleară ciudată stabilă să fie făcută în Universul timpuriu, iar materia întunecată nu este altceva decât bucăți de materie nucleară ciudată sau alte stări legate de quarkuri, sau de baroni, care sunt ele însele făcute din quarkuri”, a spus Starkman.
O astfel de materie întunecată s-ar potrivi cu modelul standard.
Acesta este poate cel mai atrăgător aspect al teoriei Macros: noțiunea că materia întunecată, de care depinde modelul nostru cosmologic de Univers, poate fi dovedită fără a fi nevoie de particule suplimentare.
Totuși, ideea că universul este umplut cu o masă invizibilă, ci mai mult de nenumărate particule invizibile, face ca universul să pară un pic mai ciudat, nu-i așa?
