Физичари су дуго покушавали да откључају тамну материју и стекну стварни поглед на мистериозну супстанцу која чини четвртину свемира. Једна идеја за оно што се крије испод огртача невидљивости? Много ситних, нејасних честица које се понашају попут једне гигантске честице.
Али најновија потрага за таквим нејасним, ултралаким честицама, објављена 28. фебруара у часопису Цосмологи анд Астропартицле Пхисицс, појавила се празних руку.
Резултати сугерирају да ако је тамна материја заиста направљена од ових ситних честица, она је неумољива колико и њено име сугерира, и једва ступа у интеракцију са обичном материјом.
Срце таме
Тамна материја једна је од најбоље чуваних тајни свемира. Материјал не делује са светлошћу, али врши гравитационо привлачење на другу материју. Иако чини око четвртине масе и енергије у свемиру, научници не могу да га пронађу или чак схвате од чега се састоји.
Многи научници нагађају да би се тамна материја могла састојати од слабо интерактивних масивних честица, ВИМП-а. Али теорије ВИМП-а износе се на неколико начина. На пример, ове честице би требало да изазову мале структуре у мрежи галаксија које астрономи нису видели. Стога уместо тога, неки научници гледају у другом правцу тамне материје - до ултралаких честица.
Иако постоје многе идеје о томе што би могла бити тамна материја, ниједна од њих нема много доказа који подржавају, рекао је Сергеј Троитски, коаутор рада и истраживач Института за нуклеарна истраживања Руске академије наука. "Дакле, треба размотрити, проучити и искључити све могућности једну по једну."
Неке теорије ултралаког светла, такође познате и као магловита, тамна материја, предлажу честицу која је око 10 ^ 28 пута лакша од електрона. Ова „мутна“ тамна материја тако је названа, јер њена мала маса значи да делује више као размазана честица са замагљеним границе него талас.Ново истраживање тестирало је начин да се те врсте честица потраже у светлости из активних галаксија.
Пошто тамна материја чини тако велики део универзума, ако је сачињен од ултралаких честица, мора их бити пуно. У ствари, толико да би постојали у јединственом стању, као поље или Босе-Ајнштајнов кондензат - стање у којем се честице, често на изузетно хладним температурама, зближују и делују кохезивно као једно. Док појединачне честице тамне материје не ступају у интеракцију са светлошћу - због чега су се научници борили да их пронађу - на великим размерама, поље би имало приметан ефекат на поларизацију или оријентацију светлости јер се врти кроз простор. То би се дешавало док густина поља редовно осцилира, што у ствари мења начин на који је светлост путовала кроз регион.
Теорија сугерира да се овај ефекат може приметити у подручју тамне материје најмање 325 светлосних година. Брзина осцилације поља директно зависи од масе ултралаких честица тамне материје, па су видјевши овај ефекат научници надали да би могли измјерити масу тамне материје.
Да би у потрази за променама поларизације светлости настали због поља ултратамне материје, научници су погледали архивске податке из веома дуге основне линије, радио-телескопа састављеног од 10 (82 стопа) (25 метара) телескопа, управљаних из Соцорро-а, Нев Мексико. Они су се фокусирали на светлост из срца 30 галаксија, које испуштају огромне количине материје у млазевима који могу да се протежу стотинама светлосних година широм. Светлост из ових галаксија је високо поларизована и добро је проучена, па су дугорочни архивски подаци о њима већ били доступни.
"Често користимо астрофизичке податке из објављених радова или јавно доступних база података да би ограничили својства елементарних честица", рекао је Троитски за Ливе Сциенце. "Али овај пут смо контактирали наше колеге радио астрономе и они су ископали своје податке, пажљиво бирајући посматрачке серије само за наш задатак."
Анализирајући податке из две деценије, научници су пронашли пуно осцилација, али не и врсте које су тражили. Активна галактичка језгра често пулсирају без редовне фреквенције. Али осцилације из ултралаке тамне материје би се све одвијале у истом временском размаку између осцилација.
На крају, научници нису приметили никакве знакове ултра-тамне материје, бар на типовима маса који би могли да објасне недостатак малих структура које се налазе у мрежи галаксија. Међутим, то не значи да они апсолутно не постоје.
„Нема гаранције да има честица тамне материје било који интеракција са видљивим светом, осим гравитације, "рекао је Троитски." Било би веома тешко открити такву честицу са неком масом и никаквом другом интеракцијом, мада је то заиста једна од најједноставнијих опција за објашњење тамне материје. "
Иако би ново истраживање могло учинити мало уобичајеном ултра свијетлу тамну материју, истраживачи то нису спремни искључити.
"Једино што сигурно знамо о тамној материји је да она лежи изван познате физике честица", рекао је Реннан Баркана, астроном са Универзитета у Тел Авиву у Израелу, који није био укључен у студију. "Дакле, док не будемо добили уверљиве опсервацијске доказе о природи тамне материје, требали бисмо бити опрезни у нагађањима и нагађањима ... и држати се отвореног ума."
