Fiziķi jau sen ir centušies atbrīvot tumšo matēriju un iegūt reālu ieskatu noslēpumainajā vielā, kas veido ceturtdaļu no Visuma. Viena ideja tam, kas slēpjas zem neredzamības apmetņa? Daudzas sīkas, izplūdušas daļiņas, kas uzvedas kā viena gigantiska daļiņa.
Bet pēdējās šādu izplūdušo, īpaši vieglo daļiņu medības, kas 28. februārī tika publicētas žurnālā Cosmology and Astroparticle Physics, ir nākušas klajā ar tukšām rokām.
Rezultāti liek domāt, ka, ja tumšā matērija patiešām ir veidota no šīm sīkajām daļiņām, tā ir tikpat nenotverama, kā norāda nosaukums, un tik tikko mijiedarbojas ar parasto matēriju.
Tumsas sirds
Tumšā matērija ir viens no Visuma vislabāk glabātajiem noslēpumiem. Mantas nedarbojas mijiedarbībā ar gaismu, tomēr tām ir gravitācijas spēks citām lietām. Lai arī tas veido apmēram ceturto daļu no masas un enerģijas Visumā, šķiet, ka zinātnieki to nevar atrast vai pat izdomāt, no kā tas izgatavots.
Daudzi zinātnieki spriež, ka tumšo vielu var veidot vāji mijiedarbojošās masīvās daļiņas, WIMP. Bet WIMP teorijas ir īsas vairākos veidos. Piemēram, šīm daļiņām vajadzētu izraisīt nelielas struktūras galaktiku tīklā, ko astronomi nav redzējuši. Tā vietā daži zinātnieki meklē tumšās matērijas citā virzienā - līdz ultragaismām.
Lai arī ir daudz ideju par to, kāda varētu būt tumšā matērija, nevienai no tām nav daudz apstiprinošu pierādījumu, sacīja Sergejs Troitskis, darba līdzautors un Krievijas Zinātņu akadēmijas Kodolpētniecības institūta pētnieks. "Tātad ir jāapsver, jāizpēta un jāizslēdz visas iespējas pa vienam."
Dažas galēji gaišās teorijas, kas pazīstamas arī kā izplūdušās, tumšās matērijas, ierosina daļiņu, kas ir aptuveni 10 ^ 28 reizes vieglāka par elektronu. Šī "izplūdušā" tumšā matērija tiek nosaukta tāpēc, ka ar mazu masu nozīmē, ka tā darbojas vairāk kā nosmērēta daļiņa ar izplūdušu Jaunais pētījums pārbaudīja veidu, kā meklēt šāda veida daļiņas aktīvo galaktiku gaismā.
Tā kā tumšā matērija veido tik lielu Visuma daļu, ja tā ir veidota no ultravieglām daļiņām, tad to jābūt daudz. Patiesībā tik daudz, ka tie pastāvētu unikālā stāvoklī, piemēram, laukā vai Bose-Einšteina kondensātā - stāvoklī, kurā daļiņas, bieži vien ļoti vēsā temperatūrā, saliptu kopā un saliedēti darbotos kā viena. Kaut arī atsevišķas tumšās matērijas daļiņas mijiedarbojas nevis ar gaismu - tieši tāpēc zinātnieki ir cīnījušās par to atrašanu - lielos mērogos, laukam būtu manāma ietekme uz gaismas polarizāciju vai orientāciju, jo tas svārstās pa kosmosu. Tas notiktu, jo lauka blīvums regulāri svārstās, faktiski mainot gaismas pārvietošanās veidu pa reģionu.
Teorija ierosināja, ka šo efektu var redzēt tumšās matērijas reģionā vismaz 325 gaismas gadu garumā. Lauka svārstību ātrums tieši atkarīgs no īpaši gaišās tumšās vielas daļiņu masas, tāpēc, redzot šo efektu, zinātnieki cerēja, ka viņi varētu izmērīt tumšās vielas masu.
Lai meklētu gaismas polarizācijas izmaiņas ultragaismās tumšās vielas lauku dēļ, zinātnieki apskatīja arhīva datus no ļoti garā pamata līnijas masīva, radioteleskopa, kas sastāv no 10 (82 pēdas) (25 metru) teleskopiem, kuri darbojas no Socorro, New Meksika. Viņi koncentrējās uz gaismu no 30 galaktiku sirdīm, kas sprauslās izdalīja milzīgu daudzumu matērijas, kas var izstiepties simtiem gaismas gadu pāri. Gaisma no šīm galaktikām ir ļoti polarizēta un ir labi pētīta, tāpēc ilgtermiņa arhīvu dati par tām jau bija pieejami.
"Mēs bieži izmantojam astrofiziskos datus no publicētiem dokumentiem vai publiski pieejamām datu bāzēm, lai ierobežotu elementāro daļiņu īpašības," Troitsky stāstīja Live Science. "Bet šoreiz mēs sazinājāmies ar kolēģiem radioastronomiem, un viņi izpētīja savus datus, uzmanīgi atlasot novērošanas sērijas tikai mūsu uzdevumam."
Analizējot divu gadu desmitu datus, zinātnieki atrada daudz svārstību, bet ne tipus, kurus viņi meklēja. Aktīvie galaktikas kodoli bieži pulsē bez regulāras frekvences. Bet ultravieglās tumšās vielas svārstības notiktu ar vienādu laika posmu starp svārstībām.
Galu galā zinātnieki neredzēja nekādas īpaši gaišās tumšās vielas pazīmes, vismaz pie masu veidiem, kas varētu izskaidrot galaktiku tīklā atrodamo mazo struktūru trūkumu. Tomēr tas nenozīmē, ka viņi absolūti neeksistē.
"Nav garantijas, ka tumšās vielas daļiņai ir jebkura Troitskis sacīja: "Ir ļoti grūti atklāt šādu daļiņu ar zināmu masu un bez citas mijiedarbības, kaut arī tā patiešām ir viena no vienkāršākajām tumšās matērijas skaidrošanas iespējām."
Lai gan jaunie pētījumi var padarīt tradicionālās ultragaismās tumšās lietas maz ticamus, pētnieki nav gatavi to izslēgt.
"Vienīgais, ko mēs droši zinām par tumšo vielu, ir tas, ka tā atrodas ārpus zināmās daļiņu fizikas," sacīja Izraēlas Telavivas universitātes astronoms Rennans Barkana, kurš nebija iesaistīts pētījumā. "Tātad, kamēr mums nav pārliecinošu novērojumu par tumšās matērijas būtību, mums vajadzētu būt uzmanīgiem minējumiem un spekulācijām ... un saglabāt atvērtu prātu."
