Cuprins:

Este posibilă viața bazată pe materie întunecată?
Este posibilă viața bazată pe materie întunecată?

Video: Este posibilă viața bazată pe materie întunecată?

Video: Este posibilă viața bazată pe materie întunecată?
Video: Tower of Silence (Dakhma) 2024, Martie
Anonim

Marea majoritate a masei din Universul nostru este invizibilă. Și de ceva timp, fizicienii încearcă să înțeleagă ce este această masă evazivă. Dacă este format din particule, speranța este că Large Hadron Collider poate produce o particulă de materie întunecată, sau telescopul spațial va vedea o semnătură elocventă de raze gamma a coliziunilor cu materia întunecată. Până acum, nu există nimic. Și această problemă îi face pe fizicienii teoreticieni să se gândească la idei noi.

Imagine
Imagine

În 2017, renumita fiziciană teoretică Lisa Randall a analizat una dintre cele mai incredibile posibilități ale materiei întunecate. Ipotetic, desigur. În loc să trateze materia întunecată ca pe un anumit tip de particule, ea a presupus că materia întunecată ar putea fi formată dintr-o familie întreagă de particule care alcătuiesc stele întunecate, galaxii întunecate, planete întunecate și, posibil, viața întunecată. Chimia universului întunecat ar putea fi la fel de bogată și variată ca propria noastră „chimie obișnuită”. Dar nu totul este atât de simplu.

Problema materiei întunecate

Universul nostru este un loc uimitor, deși de neînțeles.

În ultimele decenii, ne-am dat seama că 84,5% din materia din Univers nu poate fi văzută. Având în vedere porecla sa destul de incomodă „materie întunecată”, această substanță se află într-o stare în care nu interacționează cu materia „normală”. La fel ca energia întunecată, aceste lucruri sunt „întunecate” pentru că nu le înțelegem.

Dacă există o bucată de materie întunecată pe biroul meu acum, nu voi ști niciodată despre ea. O bucată de materie întunecată în general, ca atare, nu se poate întinde pe biroul meu. Va cădea prin masă, iar podeaua și scoarța terestră se vor repezi în puțul gravitațional din miezul planetei noastre. Sau va dispărea în spațiu într-un mod de neînțeles. Materia întunecată interacționează atât de slab cu orice, încât această piesă va cădea pur și simplu prin materia obișnuită, de parcă nu ar exista.

La scară mică, manifestarea gravitațională a materiei întunecate este neglijabilă, dar la distanțe cosmologice prezența materiei întunecate se simte cu siguranță - poate fi observată indirect prin efectul gravitațional asupra clusterelor de galaxii și efectul său asupra rotației galaxiilor. Știm că există, pur și simplu nu o vedem.

Și nu știm ce este, putem doar ghici

Materia obișnuită - și anume materie barionică - interacționează prin forțe electromagnetice, gravitaționale, puternice și slabe. Aceste forțe transferă energie și dau structură întregii materii. Materia întunecată, pe de altă parte, este de obicei privită ca un nor amorf de „materie” care nu poate interacționa prin forțe electromagnetice, slabe sau puternice. Prin urmare, se presupune că materia întunecată este „non-barionică”. Materia non-barionică își poate dezvălui prezența doar gravitațional.

Imagine
Imagine

Candidatul principal în căutarea materiei întunecate este WIMP, o particulă masivă care interacționează slab. După cum sugerează și numele WIMP, această particulă ipotetică nu interacționează cu materia normală - deci nu este barionică.

Modelele cosmologice consacrate prevăd că materia întunecată – fie că este sub formă de WIMP-uri sau „axioni”, de exemplu – înzestrează Universul nostru cu structură și este de obicei numită simplist „cleiul” care ține Universul nostru ca întreg.

Observând rotația galaxiilor, astronomul Vera Rubin a observat că cea mai mare parte a materiei din galaxii nu este observabilă. Sunt vizibile doar un mic procent - stele, gaze și praf; restul se ascunde într-un halou imens, dar invizibil de materie întunecată. Este ca și cum galaxia noastră vizibilă de materie obișnuită ar fi doar o capotă pe o roată uriașă de materie întunecată care se extinde cu mult dincolo de ceea ce putem vedea.

Într-o lucrare publicată recent (2013), Randall și colegii ei au prezentat o formă mai complexă de materie întunecată. Potrivit acestora, haloul de materie întunecată al galaxiei noastre nu este format dintr-un singur tip de masă amorfă de materie non-barionică.

„Pare foarte ciudat să presupunem că toată materia întunecată este compusă dintr-un singur tip de particule”, scrie Randall. „Un om de știință imparțial nu ar trebui să permită materiei întunecate să fie la fel de diversă ca materia noastră normală”.

Un „univers de umbră” bogat?

Așa cum universul nostru vizibil este guvernat de Modelul standard al fizicii - o familie bine dovedită de particule (inclusiv infamul boson Higgs) și forțe, ar putea un model bogat și variat de particule și forțe de materie întunecată să funcționeze într-un halou galactic întunecat?

Această cercetare urmează logica de a presupune o varietate bogată de fizică necunoscută în sectorul întunecat al universului – să-i spunem „universul umbră” – care există paralel cu al nostru și are toate complexitățile pe care universul nostru vizibil le are de oferit.

Astrofizicienii au sugerat anterior că „stelele întunecate” – stele formate din materie întunecată – ar putea exista în universul nostru antic până astăzi. Dacă da, susține Randall, poate s-ar putea forma „planete întunecate”. Și dacă există o familie de particule de materie întunecată controlată de forțele desfășurate în sectorul întunecat, ar putea acest lucru să ducă la apariția unei chimie complexe? Și la viață?

Totuși, dacă există viață „întunecată” sau „în umbră” paralelă cu universul nostru, poți uita că o putem detecta.

Viața din umbră va rămâne în umbră

Pare tentant să folosim această ipoteză pentru a explica toate misterele cotidiene sau chiar afirmațiile paranormale pe care știința nu le poate contesta sau susține. Ce-ar fi dacă „fantomele” sau „luminile pe cer” inexplicabile ar fi trăsăturile unor creaturi întunecate care trăiesc în spatele tuturor lucrurilor?

În timp ce această logică ar fi în regulă pentru o emisiune TV sau un film, aceste creaturi întunecate ar trăi într-un univers întunecat care este complet incompatibil cu materia obișnuită. Particulele și forțele lor nu ar avea niciun efect în universul nostru. Ai putea citi aceste rânduri stând pe un ciot de copac într-o pădure întunecată și nu ai ști niciodată despre asta.

Dar din moment ce coexistăm cu acest univers umbră în același spațiu-timp - fără dimensiuni inutile sau multivers - un singur semnal poate fi transmis.

Undele gravitaționale au fost descoperite abia în 2016, iar prima detectare a acestor ondulații în spațiu-timp a fost cauzată de ciocnirea găurilor negre. Se pare destul de posibil ca undele gravitaționale să poată fi detectate în sectorul întunecat, dar numai cele mai puternice evenimente cosmice din sectorul întunecat pot fi detectate la capătul nostru al firului.

Una peste alta, aproape sigur nu vom dovedi niciodată existența unor creaturi drăguțe ale materiei întunecate, dar Randall subliniază un punct important. Când luăm în considerare sursa materiei întunecate, trebuie să privim dincolo de prejudecățile noastre; sectorul întunecat poate fi o familie complexă de particule de materie întunecată și forțe care depășesc ceea ce ne putem imagina.

Recomandat: