Wszystko, co widzisz? To tylko niewielka część. Gwiazdy. Planety. Pył. Stanowi to około 15% materii we Wszechświecie. A co z resztą? Ciemny. Niewidzialny. Masywny.
Przez dziesięciolecia wierzyliśmy, że ciemna materia trzyma się sama. Neutrina też. Były to różne składniki kosmicznej zupy. Zimno. Odległy.
Zespół z Uniwersytetu w Sheffield uważa, że się myliliśmy. A przynajmniej nasze zrozumienie było niepełne. Wyniki ich badań opublikowano w czasopiśmie Nature Astronomy. Odkrycie sugeruje, że te dwa ukryte elementy mogą w rzeczywistości wchodzić w interakcje. To jest sensacja. Wskazuje to na istnienie praw fizycznych, których jeszcze nie opisaliśmy.
Standardowy model pęka
Spójrzmy na liczby. Ciemna materia stanowi około 85% materii. Nigdy jej nie dotykaliśmy. Nigdy nie widziałem. Wiemy o tym tylko dlatego, że przyciąga galaktyki jak widmowa dłoń. Następnie są neutrina. Cząsteczki duchów. Z znikomą masą. Przelatują przez twoje ciało w każdej sekundzie. Miliardy. Nie czujesz ich.
Obecną „zasadą gry” jest model Lambda-CDM. Na podstawie prac Einsteina. W tej wersji rzeczywistości ciemna materia i neutrina całkowicie się ignorują.
Naukowcy z Sheffield przyjrzeli się tej regule i dostrzegli pęknięcie.
Nie tylko zgadywali. Porównali dane z wczesnego Wszechświata ze współczesnymi obserwacjami. Dlaczego? Ponieważ jeśli te cząstki odpychają się nawzajem, zmienia się sposób, w jaki materia zbija się w grudki. To zmienia historię.
Problem z grupowaniem
Oto sedno. Kiedy obserwujemy poświatę Wielkiego Wybuchu – korzystając z danych z Teleskopu Kosmologicznego Atacama i sondy Plancka należącej do ESA – otrzymujemy przewidywania. W tym momencie grawitacja powinna już mocno połączyć materię w całość. Bardzo.
Kiedy jednak dzisiaj patrzymy na galaktyki – korzystając z Kamery Ciemnej Energii w Chile i map z Projektu Sloan – widzimy coś innego.
Wszechświat jest trochę mniej skupiony, niż powinien.
„Im lepiej rozumiemy ciemną materię… tym więcej uzyskujemy wiedzy” – mówi dr Eleonora Di Vallentino. Zauważa, że pomiary wczesnego Wszechświata przewidują silny rozwój struktur. „Pomiary współczesnego Wszechświata pokazują, że materia jest mniej skupiona, niż oczekiwano”.
Czy standardowy model jest uszkodzony? Nie. Być może brakuje tylko jednej linijki. Trochę napięcia. Ale nadal jest napięcie.
Co to w ogóle oznacza?
Jeśli ciemna materia i neutrina wchodzą w interakcję, wydaje się, że tworzą wzajemny opór. Jak brud. Ten opór spowolniłby proces zagęszczania. To lepiej pasuje do danych. To rozwiązuje rozbieżność bez całkowitego odrzucania teorii względności.
Doktor William Jarue nazywa to „fundamentalnym przełomem”, jeśli zostanie potwierdzone. Nie mieszka już w Sheffield, teraz pracuje na Uniwersytecie Hawajskim, ale szum wokół niego pozostaje. Mówi, że wyznacza to fizykom cząstek konkretny kierunek. Zamiast szukać na ślepo, mają podpowiedź, jakich właściwości szukać w laboratorium.
Jeszcze nie skończyliśmy
Nie wiemy, czy to rzeczywistość, czy nie. Na razie. Potrzebujemy dokładniejszych narzędzi.
Przyszłe recenzje. Eksperymenty z kosmicznym mikrofalowym promieniowaniem tła. Dane pochodzące ze słabego soczewkowania grawitacyjnego – wykorzystujące fakt, że grawitacja zagina światło w celu odwzorowania niewidzialnej masy – przetestują tę hipotezę. Jeśli krzywizna pokrywa się z modelem interakcji? Przepiszemy podręczniki. W przeciwnym razie? Będziemy szukać dalej.
To otwarte drzwi. Uchylony. Wszechświat może szepczeć nam, że przeoczyliśmy „uścisk dłoni” pomiędzy ciemnością a duchami. A może po prostu gonimy za hałasem.
Tak czy inaczej, cisza staje się coraz głośniejsza.
