Ciemna materia może pozostawiać „ślad” w świetle
Astronomowie wskazują, że nieuchwytna dotychczas ciemna materia, potencjalnie może pozostawiać swój „ślad” w świetle. Znalezienie go może pomóc rozwikłać tajemnicę tej niezwykłej substancji.
.Naukowcy dotychczas uważali, stanowiącą około 27 proc. Wszechświata, ciemną materię za niewidzialną, jednak badania przeprowadzone przez naukowców z University of York sugerują, że ciemna materia może pozostawiać słabe, mierzalne ślady w świetle, gdy przechodzi ono przez obszary, w których występuje ta nieuchwytna substancja – co podważyłoby dotychczasowe przekonanie, że nie oddziałują one na siebie. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Physics Letters B.
Obecność ciemnej materii znana jest jedynie dzięki jej sile grawitacyjnej, która kształtuje galaktyki i utrzymuje je razem, dlatego badacze nie skupiali się często nad tym, czy da się ją wykryć za pomocą światła.
Naukowcy w ramach nowego badania odkryli jednak, że światło może nabierać subtelnego odcienia – lekko czerwonego lub niebieskiego – w zależności od rodzaju napotkanej ciemnej materii. Wykrycie takich efektów mogłoby otworzyć nową drogę do badania niewidzialnej masy, która dominuje w kosmosie.
W badaniach teoretycznych wykorzystano koncepcję „zasady sześciu uścisków dłoni” („six handshake rule”) – pogląd, że dowolne dwie osoby na Ziemi mogą być połączone zaledwie kilkoma wspólnymi znajomymi. Naukowcy sugerują, że podobny łańcuch powiązań może istnieć między cząstkami.
Nawet jeśli ciemna materia nie oddziałuje bezpośrednio ze światłem, może nadal wpływać na nie pośrednio poprzez inne cząstki. Na przykład niektóre cząstki uważane za potencjalną ciemną materię, znane jako słabo oddziałujące masywne cząstki (WIMP – weakly interacting massive particles), mogą łączyć się ze światłem poprzez szereg cząstek pośrednich, takich jak bozon Higgsa i kwark wysoki.
„To dość nietypowe pytanie w świecie nauki, ponieważ większość badaczy zgodziłaby się, że ciemna materia jest ciemna, ale wykazaliśmy, że nawet ciemna materia, która jest najciemniejsza z możliwych, może nadal mieć pewien rodzaj sygnatury kolorystycznej. To fascynująca koncepcja, a jeszcze bardziej ekscytujące jest to, że w pewnych warunkach ten kolor może być faktycznie wykrywalny. Przy użyciu odpowiednich teleskopów nowej generacji moglibyśmy go zmierzyć. Oznacza to, że astronomia mogłaby dostarczyć nam zupełnie nowych informacji na temat natury ciemnej materii, znacznie ułatwiając jej poszukiwania” – mówi Michaił Baskanow z University of York.
Zrozumienie ciemnej materii pozostaje jednym z największych wyzwań współczesnej fizyki, dlatego kolejnym etapem badań, zdaniem astronomów, może być potwierdzenie tych odkryć, które mogą wskazywać na nowy sposób poszukiwania substancji, która do tej pory ujawniała się jedynie poprzez grawitację.
.„Obecnie naukowcy wydają miliardy na przeprowadzanie różnych eksperymentów – niektóre mają na celu znalezienie cząstek WIMP, inne poszukiwanie aksjonów lub ciemnych fotonów. Nasze wyniki pokazują, że możemy zawęzić obszar poszukiwań na niebie, potencjalnie oszczędzając czas i pomagając skoncentrować te wysiłki” – podsumowuje Michaił Baskanow.
Oprac. EG
