Mēs zinām, ka tumšā matērija pastāv. Turklāt zinātniekiem būs grūti izskaidrot, kāds ir gravitācijas efekts, ko viņi parasti redz darbā kosmosā.
Gadu desmitiem zinātnieki ir centušies pierādīt tā esamību, kopā sagraujot protonus Lielajā hadronu sadursmē. Diemžēl šie centieni nav snieguši konkrētus pierādījumus.
Tāpēc varētu būt laiks pārdomāt tumšo matēriju. Un fiziķiem Deividam M. Džeikobam, Glenam D. Starkmanam un Braienam Lynnam no Case Western Reserve University ir teorija, kas to arī dara, pat ja tā izklausās mazliet dīvaini.
Savā jaunajā pētījumā viņi apgalvo, ka tumšās matērijas vietā, kas sastāv no elementārām daļiņām, kuras ir neredzamas un neizstaro un neuzsūc gaismu un elektromagnētisko starojumu, tas notiek vielas gabalos, kuru masa un lielums ir ļoti atšķirīgi.
Pašreizējā situācijā ir daudz vadošo kandidātu, kas varētu būt tumšā matērija, sākot no vāji mijiedarbojošajām masīvajām daļiņām (aka WIMP) līdz aksioniem. Šie kandidāti ir pievilcīgi, jo īpaši WIMP, jo šādu daļiņu esamība varētu palīdzēt apstiprināt supersimetrijas teoriju - kas savukārt varētu palīdzēt radīt darba teoriju par visu (ToE).
Bet līdz šim nav iegūti pierādījumi, kas nepārprotami pierāda kāda no šiem gadījumiem esamību. Papildus tam, ka vispārējā relativitāte darbojas, šī neredzamā masa šķiet nemanāma atklāšanai.
Pēc Jacobs, Starkman un Lynn domām, tas varētu norādīt, ka tumšā matērija pastāv normālas matērijas sfērā. Īpaši viņi apsver iespēju, ka tumšo vielu veido makroskopiski objekti - kurus viņi apzīmē “makro” -, kurus var raksturot attiecīgi gramu un kvadrātcentimetru vienībās.
Makro ir ne tikai ievērojami lielāki nekā WIMPS un aksiācijas, bet tos var potenciāli salikt no daļiņām daļiņu fizikas standarta modelī - piemēram, kvarki un leptoni no agrīnā Visuma - tā vietā, lai pieprasītu jaunu fiziku, lai izskaidrotu to esamību. WIMPS un aksiācijas joprojām ir iespējamie tumšās vielas kandidāti, taču Džeikobs un Starkmans apgalvo, ka ir iemesls meklēt citur.
"Iespēja, ka tumšā matērija varētu būt makroskopiska un pat parādīties standarta modelī, ir sena, bet aizraujoša," pa e-pastu Starkman sacīja Space Magazine. "Tā ir visekonomiskākā iespēja, un, ņemot vērā mūsu līdzšinējo nespēju atrast tumšās vielas kandidātus mūsu tumšās vielas detektoros vai padarīt tos mūsu paātrinātājos, tā ir tā, kurai jāpievērš mūsu jauna uzmanība."
Pēc iespējamo kandidātu, piemēram, neveiksmīgo Jupiteru, balto punduru, neitronu zvaigzņu, zvaigžņu melno caurumu, melno caurumu galaktiku centros un neitrīno, ar lielu masu novēršanas, fiziķi pievērsa uzmanību eksotikai.
Neskatoties uz to, jautājums, kas atradās kaut kur starp parasto un eksotisko - neitronu zvaigžņu vai lielu kodolu radinieki - tika atstāts uz galda, sacīja Starkmans. "Mēs sakām radiniekus, jo viņiem, iespējams, ir ievērojams piejaukums savādos kvarkos, kas tiek izgatavoti paātrinātājos un parasti ir ārkārtīgi īsi," viņš sacīja.
Lai arī dīvaini kvarki ir ļoti nestabili, Starkmans norāda, ka neitroni ir arī ļoti nestabili. Bet hēlijā, kas saistīts ar stabiliem protoniem, neitroni paliek stabili.
"Tas paver iespēju, ka agrīnajā Visumā tika veidota stabila dīvaina kodola viela, un tumšā matērija nav nekas cits kā dīvainu kodolvielu gabaliņi vai citi saistoši kvarku stāvokļi vai baryoni, kas paši ir izgatavoti no kvarkiem," sacīja Starkmans.
Šāda tumšā viela derētu standarta modelim.
Tas, iespējams, ir vispievilcīgākais Makro teorijas aspekts: priekšstats, ka tumšo matēriju, no kuras atkarīgs mūsu Visuma kosmoloģiskais modelis, var pierādīt, neizmantojot papildu daļiņas.
Tomēr ideja par to, ka Visums ir piepildīts ar nestabilu, neredzamu masu, nevis neskaitāmām neredzamām daļiņām, liek Visumam šķist mazliet svešam, vai ne?
