Тамна материја, чини се да ствари, за које се претпоставља да чине око четвртине свемира, уопште не делују са светлошћу, могу да имају малени електрични набој, наводи се у новој студији.
До сада је тамна материја своје присуство познавала само гравитацијом, повлачењем звезда и галаксија. Али сада, астрофизичари Јулиан Муноз и Абрахам Лоеб са Универзитета Харвард сугерирају да би мали дио честица тамне материје могао имати малени електрични набој - што значи да би тамна материја могла комуницирати с нормалном материјом путем електромагнетске силе.
Ако је тачно, ова идеја не би представљала само велики корак у разумевању тамне материје, већ би објаснила и недавну мистерију која збуњује космологе.
Радознало хлађење
У фебруару астрономи су најавили прво откривање неухватљивог сигнала водоничног гаса из космичке зоре, периода око 180 милиона година након Великог праска када су прве звезде почеле да сијају. У ово доба, водоник који плута између звезда био је хладан - хладнији од космичке микроталасне позадине, остатка зрачења из Великог праска који окупа свемир.
Будући да је водоник хладнији од овог накнадног сјаја, гас апсорбује радијацију - нарочито зрачење са таласном дужином од 21 центиметра (8,3 инча). Мерећи апсорпцију радијације водоником, астрономи могу боље да разумеју космичку зору, релативно непознату еру космичке историје. Коришћењем радио антене у Западној Аустралији, под називом Експеримент за откривање глобалне епохе реионизацијског потписа (ЕДГЕС), тим астронома успео је да први пут открије ову апсорпцију.
"Ово је, само по себи, невероватно научно откриће," рекао је Муноз за Ливе Сциенце. Али више од тога, додао је, астрономи су открили да је водоник апсорбовао двоструко више фотона него што се очекивало. Да би гас могао да апсорбује толико зрачења, морао би бити још хладнији него што су научници сматрали.
Муноз и Лоеб су предложили да тамна материја може бити кривац за радознало хлађење. У раду објављеном 30. маја у часопису Натуре, открили су да ако мање од 1 процента тамне материје има око милионину електричног набоја електрона, тада би та неухватљива материја могла извући топлину из водоника - слично као коцкице леда хладе вашу лимунаду. "Овде је лед мрачна материја", рекао је Муноз.
Њихова идеја није потпуно нова. Пре више деценија, физичари су предложили да честице тамне материје могу имати електрични набој.
И то није једино објашњење за ово хлађење. У раду од 1. марта у часопису Натуре, Реннан Баркана, космолог са Универзитета Тел Авив у Израелу, предложио је да општији облик тамне материје, који не мора нужно да напуни, може охладити нормалну материју и објаснити податке ЕДГЕС-а .
Оба предлога тамне материје дају слична предвиђања, рекао је Баркана, који није био укључен у тренутну студију.
"Ово је време за опрезан оптимизам и одржавање отворене мисли, како радијског посматрања, тако и интерпретације", рекла је Баркана за Ливе Сциенце.
Десетине идеја
Тамна материја само је једна од десетина идеја предложених да се објасни аномалија. На пример, уместо да гас буде хладнији, позадинско зрачење је можда и топлије него што се очекивало, са неким егзотичним процесом који ствара више зрачења које тек треба узети у обзир. Или једноставно могу бити грешке у анализи или мерењу.
Заиста, посматрање ЕДГЕС-а је прво такве врсте, и иако је тим провео две године проверавајући и двоструко проверавајући анализу, истраживачима ће требати више података да потврде збуњујуће резултате.
"Ако је ЕДГЕС тачан, мислим да не постоји неко конвенционално објашњење које је обавезно", рекао је Стевен Фурланетто, астрофизичар са Калифорнијског универзитета у Лос Ангелесу, који није био укључен у студију. "Стварно треба да кренете у један од ових нестандардних физичких сценарија, и у том случају, мислим да је широм отворен."
Муноз је, међутим, делимичан у објашњењу тамне материје. "Ако је ЕДГЕС заиста у праву, чини се да је врло тешко да ово није резултат тамне материје", рекао је.
Неколико инструмената широм свијета већ припрема за детаљнија запажања. За разлику од ЕДГЕС-а, неки експерименти, попут радио-телескопа у Јужној Африци, названог Водикова епоха реионизационог поља, моћи ће да мере како апсорпција варира у небу. Ако је мали део тамне материје електрично наелектрисан како кажу Муноз и Лоеб, тада ће се створити посебан образац у овој варијацији - пружајући кључни тест за електрично набијену тамну материју.
