Tumšā matērija, ja hipotēzi tiek uzskatīts, ka tā veido apmēram ceturto daļu no Visuma, tomēr šķiet, ka tā nemaz nesaskaras ar gaismu, saskaņā ar jaunu pētījumu varētu būt mazs elektrības lādiņš.
Līdz šim tumšā matērija savu klātbūtni ir darījusi zināmu tikai caur gravitācijas spēku, velkot uz zvaigznēm un galaktikām. Bet tagad astrofiziķi Jūlians Muñozs un Abrahams Loebs no Hārvardas universitātes norāda, ka nelielai daļai tumšās matērijas daļiņu varētu būt mazs elektriskais lādiņš - tas nozīmē, ka tumšā matērija varētu mijiedarboties ar normālo vielu caur elektromagnētisko spēku.
Ja tā ir patiesība, šī ideja ne tikai parādītu lielu soli tumšās matērijas izpratnē, bet arī izskaidrotu neseno noslēpumu, kas ir mulsinājis kosmologus.
Ziņkārīga dzesēšana
Februārī astronomi paziņoja par pirmo nekontrolējama signāla atklāšanu no ūdeņraža gāzēm kosmiskajā rītausmā - aptuveni 180 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena, kad sāka spīdēt pirmās zvaigznes. Šajā laikā starp zvaigznēm peldošā ūdeņraža gāze bija aukstāka - nekā kosmiskā mikroviļņu fona - Visuma peldējošā lielā sprādziena starojuma.
Tā kā ūdeņradis ir vēsāks nekā šis pēcgaisma, gāze absorbē starojumu - it īpaši radiāciju ar viļņa garumu 21 centimetru (8,3 collas). Izmērot ūdeņraža starojuma absorbciju, astronomi var labāk izprast kosmisko rītausmu, kas ir salīdzinoši nezināms kosmiskās vēstures laikmets. Izmantojot radioantenu Austrālijas rietumos, ko sauca par eksperimentu, lai atklātu parajonu globālo laikmetu (EDGES), astronomu komanda pirmo reizi varēja noteikt šo absorbciju.
"Tas pats par sevi ir pārsteidzošs zinātnisks atklājums," Live Science stāstīja Muñoz. Bet vairāk nekā viņš piebilda, astronomi atklāja, ka ūdeņradis absorbējis divreiz vairāk fotonu nekā paredzēts. Lai gāze absorbētu tik daudz starojuma, tai vajadzētu būt vēl vēsākai, nekā domāja zinātnieki.
Muñoz un Loeb ierosināja, ka ziņkārīgās atdzišanas vaininieks varētu būt tumšā viela. Rakstā, kas publicēts 30. maijā žurnālā Nature, viņi atklāja, ka, ja mazāk nekā 1 procentam tumšās vielas bija aptuveni viena miljonā daļa no elektrona elektriskā lādiņa, tad šī nenotveramā viela varētu izraisīt siltumu no ūdeņraža - līdzīgi kā ledus gabaliņi atdzesē jūsu limonādi. "Šeit ledus ir tumšā viela," sacīja Muņozs.
Viņu ideja nav pilnīgi jauna. Pirms gadu desmitiem fiziķi ierosināja, ka tumšās vielas daļiņām varētu būt elektriskais lādiņš.
Un tas nav vienīgais šīs atdzišanas skaidrojums. 1. marta rakstā žurnālā Nature Izraēlas Telavivas universitātes kosmologs Renns Barkana ierosināja, ka vispārīgāks tumšās matērijas veids, kam nav obligāti jāmaksā, varētu atdzesēt normālo vielu un izskaidrot EDGES datus. .
Abi "tumšās matērijas" priekšlikumi sniedz līdzīgas prognozes, sacīja Barkana, kurš nebija iesaistīts pašreizējā pētījumā.
"Šis ir laiks piesardzīgam optimismam un atvērtas attieksmes saglabāšanai gan attiecībā uz radio novērošanu, gan interpretāciju," Barkana stāstīja Live Science.
Desmitiem ideju
Tumšā matērija ir tikai viena no desmitiem ideju, kas ierosinātas, lai izskaidrotu anomāliju. Piemēram, tā vietā, lai gāze būtu vēsāka, fona starojums var būt karstāks, nekā paredzēts, ar kādu eksotisku procesu, kas rada lielāku radiāciju, kas vēl ir jāņem vērā. Vai arī analīzē vai mērījumos var vienkārši būt kļūdas.
Patiešām, EDGES novērojums ir pirmais šāda veida novērojums, un, lai arī komanda divus gadus pavadīja, pārbaudot un vēlreiz pārbaudot analīzes, pētniekiem būs nepieciešami vairāk datu, lai apstiprinātu neizpratnes rezultātus.
"Ja EDGES ir pareiza, es nedomāju, ka ir kāds tradicionāls izskaidrojums, kas būtu pārliecinošs," sacīja Stīvens Furlanetto, Losandželosas Kalifornijas universitātes astrofiziķis, kurš nebija iesaistīts pētījumā. "Jums tiešām jāiet uz vienu no šiem nestandarta fizikas scenārijiem, un tādā gadījumā es domāju, ka tas ir plaši atvērts."
Tomēr Muñoz ir daļēji saistīts ar tumšās matērijas skaidrojumu. "Ja EDGES patiešām ir taisnība, šķiet ļoti grūti, ka tas nav tumšās vielas rezultāts," viņš teica.
Vairāki instrumenti visā pasaulē jau gatavojas veikt detalizētākus novērojumus. Atšķirībā no EDGES, daži eksperimenti, piemēram, Dienvidāfrikas radioteleskops ar nosaukumu Reionizācijas masīva hidrogēna epohs, varēs izmērīt, kā absorbcija mainās pa debesīm. Ja neliela daļa tumšās vielas ir elektriski uzlādēta, kā saka Muñoz un Loeb, tad šajā variācijā tiks izveidots atšķirīgs modelis - nodrošinot galveno pārbaudi ar elektriski lādētu tumšo vielu.
