Mes žinome, kad egzistuoja tamsi materija. Be to, mokslininkams bus sunku paaiškinti, koks yra gravitacinis poveikis, kurį jie paprastai mato darbe kosmose.
Dešimtmečius mokslininkai siekė įrodyti jo egzistavimą, sutriuškindami protonus kartu su dideliu hadronų kolideriu. Deja, šios pastangos nepateikė jokių konkrečių įrodymų.
Taigi gali būti laikas permąstyti tamsiąją medžiagą. O fizikai Davidas M. Jacobsas, Glenas D. Starkmanas ir Bryanas Lynas iš Case Western Reserve universiteto turi teoriją, kuri tą ir daro, net jei ji skamba šiek tiek keistai.
Savo naujame tyrime jie teigia, kad vietoj tamsiosios materijos, sudarytos iš elementarių dalelių, kurios yra nematomos ir neišskiria bei nesugeria šviesos ir elektromagnetinės spinduliuotės, ji yra materijos gabaliukai, kurie labai skiriasi masės ir dydžio atžvilgiu.
Šiuo metu yra daug svarbiausių kandidatų, kokia galėtų būti tamsiosios materijos, pradedant nuo silpnai sąveikaujančių masinių dalelių (dar žinomų kaip WIMP) iki ašių. Šie kandidatai yra patrauklūs, ypač WIMP, nes tokių dalelių buvimas gali padėti patvirtinti supersimetrijos teoriją - tai, savo ruožtu, galėtų padėti sukurti veikiančią visko teoriją (ToE).
Tačiau iki šiol nepavyko gauti įrodymų, kurie galutinai įrodytų bet kurio iš jų egzistavimą. Atrodo, kad ši nematoma masė yra ne tik būtina tam, kad bendrasis reliatyvumas galėtų veikti, bet ir lieka nepastebima.
Anot Jacobso, Starkmano ir Lino, tai gali parodyti, kad tamsiosios materijos egzistuoja normalios materijos srityje. Visų pirma, jie apsvarsto galimybę, kad tamsiąją medžiagą sudaro makroskopiniai objektai, kuriuos jie vadina „makrokomandomis“, kurie gali būti apibūdinami atitinkamai gramų ir kvadratinių centimetrų vienetais.
Makros yra ne tik žymiai didesnės nei WIMPS ir ašys, bet gali būti surinktos iš dalelių standartiniame dalelių fizikos modelyje - tokiose kaip kvarkai ir leptonai iš ankstyvosios visatos - užuot reikalavę naujos fizikos, kad paaiškintų jų egzistavimą. WIMPS ir ašys išlieka galimi tamsiosios medžiagos kandidatai, tačiau Jacobsas ir Starkmanas teigia, kad yra priežastis ieškoti kitur.
„Galimybė, kad tamsiosios medžiagos gali būti makroskopinės ir netgi atsirasti standartiniame modelyje, yra sena, bet jaudinanti“, - elektroniniu paštu „Starkman“ pasakojo „Space Magazine“. „Tai yra ekonomiškiausia galimybė, ir, nepaisant to, kad iki šiol nepavyko rasti tamsiosios medžiagos kandidatų savo tamsiosios medžiagos detektoriuose ar pateikti juos greitintuvuose, tai yra tas, kuriam verta mūsų atnaujinto dėmesio“.
Pašalinę daugumą įprastų dalykų - įskaitant nesėkmingus jupiterius, baltuosius nykštukus, neutronines žvaigždes, žvaigždžių juodąsias skylutes, juodąsias skylutes galaktikų centruose ir neutrinus su dideliu masės kiekiu - kaip galimus kandidatus, fizikai sutelkė dėmesį į egzotiką.
Nepaisant to, materija, esanti kažkur tarp paprastų ir egzotiškų - neutroninių žvaigždžių ar didelių branduolių giminaičių - liko ant stalo, sakė Starkmanas. „Mes sakome, kad artimieji, nes jie greičiausiai turi nemažą sumaišymą su keistais kvarkais, kurie yra gaminami greitintuvuose ir paprastai gyvena ypač trumpai“, - sakė jis.
Nors keistai kvarkai yra labai nestabilūs, Starkmanas pabrėžia, kad neutronai taip pat yra labai nestabilūs. Bet helyje, sujungtame su stabiliais protonais, neutronai išlieka stabilūs.
„Tai atveria galimybę, kad ankstyvojoje Visatoje buvo pagaminta stabili keista branduolinė medžiaga, o tamsiosios medžiagos yra ne kas kita, kaip keistos branduolinės medžiagos gabaliukai ar kitos surištos kvarkų būsenos ar baryonai, kurie patys yra sudaryti iš kvarkų“, - sakė A. Starkmanas.
Tokia tamsi materija tiktų standartiniam modeliui.
Tai turbūt patraukliausias makrokomandų teorijos aspektas: supratimas, kad tamsiosios medžiagos, nuo kurių priklauso mūsų kosmologinis Visatos modelis, gali būti įrodytas, nereikia jokių papildomų dalelių.
Vis dėlto mintis, kad visata užpildyta stambia, nematoma mase, o ne daugybe nematomų dalelių, visatai atrodo šiek tiek keista, ar ne?
