Νέα απλή θεωρία ίσως (?) εξηγεί τη σκοτεινή ύλη

Σε ένα άρθρο με τίτλο «Ανάπολα Σκοτεινής Ύλης», που δημοσιεύεται στο περιοδικό Physics Letters B, δύο θεωρητικοί φυσικοί του πανεπιστημίου Vanderbilt των ΗΠΑ, ο καθηγητής Robert Scherrer και ο Δρ. Chiu Man Ho προτείνουν μια εναλλακτική θεωρία για την εξήγηση του φαινομένου της σκοτεινής ύλης. Σύμφωνα με αυτούς, η σκοτεινή ύλη μπορεί να αποτελείται από σωματίδια Μαχοράνα, μια κατηγορία σωματιδίων που έχει προβλεφθεί από τη δεκαετία του ΄30, αλλά δεν έχουν ακόμη εντοπιστεί...

Σκοτεινή ύλη

Η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Ελβετό αστρονόμο Fritz Zwicky το 1933, για να εξηγήσει την ανωμαλία στην περιστροφή των γαλαξιών γύρω από το κέντρο τους, καθώς οι μετρήσεις έδειχναν πως τα αστέρια που ήταν μακριά από το γαλαξιακό κέντρο, είχαν ταχύτητες πολύ μεγαλύτερες από αυτές που μπορούσε να εξηγήσει η ορατή ποσότητα ύλης στον κάθε γαλαξία.

Με τις σημερινές μετρήσεις πιστεύουμε πως η σκοτεινή ύλη αποτελεί σχεδόν το 85% της ύλης στο Σύμπαν, με το υπόλοιπο 15% να αντιστοιχεί στην ορατή ύλη που βλέπουμε γύρω μας. Το όνομα «σκοτεινή» αναφέρεται στο γεγονός πως δεν μπορούμε να την παρατηρήσουμε με τα τηλεσκόπιά μας, και συνεπώς πιστεύουμε πως δεν αλληλεπιδρά με το φώς.

Εικάζουμε λοιπόν την ύπαρξή της με έμμεσο τρόπο, παρατηρώντας τον αντίκτυπο που έχει στην ορατή ύλη. Αστρονομικές παρατηρήσεις έχουν επίσης σχεδόν αποκλείσει το ενδεχόμενο τα σωματίδια σκοτεινής ύλης να φέρουν ηλεκτρικό φορτίο.

Φερμιόνια Μαχοράνα και μαγνητικά ανάπολα

Οι δύο θεωρητικοί φυσικοί, εξετάζουν το ενδεχόμενο τα σωματίδια σκοτεινής ύλης να είναι φερμιόνια Μαχοράνα, μια μυστηριώδης κατηγορία σωματιδίων που ονομάστηκαν έτσι από τον Ιταλό φυσικό Ετόρε Μαχοράνα ο οποίος και τα πρότεινε λίγα χρόνια πριν εξαφανιστεί από προσώπου γης, το 1938, σε μια ιστορία που έχει προκαλέσει τη φαντασία πολλών ερευνητών.

 Μια ενδιαφέρουσα ιδιότητα αυτών των σωματιδίων είναι πως ενώ είναι ηλεκτρικά ουδέτερα, μπορούν να αποκτήσουν τις ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες ενός ανάπολου.

Πρόκειται για ένα είδος μαγνητισμού, που προβλέφθηκε το 1958 από το σοβιετικό φυσικό Yakov Zel’dovich, και έχει παρατηρηθεί στους πυρήνες βαριών ατομικών στοιχείων όπως ισότοπα του καισίου.

Ενώ σωματίδια με κοινές ηλεκτρικές και μαγνητικές ιδιότητες αλληλεπιδρούν με ηλεκτρομαγνητικά πεδία ακόμη και όταν είναι ακίνητα, τα σωματίδια που φέρουν ανάπολα πεδία πρέπει να κινούνται, και μάλιστα όσο μεγαλύτερη η ταχύτητά τους, τόσο μεγαλύτερη και η αλληλεπίδραση μεταξύ τους.

Ως αποτέλεσμα, τα ανάπολα σωματίδια θα ήταν πολύ πιο ενεργά στα πρώιμα στάδια της εξέλιξης του Σύμπαντος, όταν αυτό ήταν ακόμη πολύ θερμό και κινητικό, και λιγότερο ενεργά αργότερα, όταν το Σύμπαν διαστελλόταν και κρύωνε.

Έτσι, τα σωματίδια που προτείνουν οι Ho και Scherrer, εξαυλώθηκαν κατά κύριο λόγο στις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις στο νεαρό Σύμπαν, και τα υπόλοιπα που απέμειναν από εκείνες τις συγκρούσεις αποτελούν τη σκοτεινή ύλη που βλέπουμε σήμερα. Επειδή η σκοτεινή ύλη κινείται σήμερα με πολύ μικρότερες ταχύτητες, τα σωματίδια αυτά δεν αλληλεπιδρούν πολύ με την υπόλοιπη ύλη, διαφεύγοντας μέχρι σήμερα τον απευθείας εντοπισμό τους.

www.tovima.gr