Gândiți-vă la tot ceea ce există în univers. Cuptoare spațiale uriașe precum Soarele nostru. Giganții cu gaz, lângă care planeta noastră va fi doar un pitic. Rândurile de asteroizi care circulă prin spațiul gol. Distante stele la mii de ani-lumină distanță. Toate acestea reprezintă mai puțin de 5% din masa universului. Unde este restul? Acesta este încă un mister. Universul nostru gigantic s-ar fi putut forma cu particule întunecate de materie pe care nici măcar nu am avut ocazia să le observăm. Oamenii de știință încearcă să-și demonstreze existența, iar odată cu ei existența „stelelor întunecate”.
Există un element care poate constitui până la 25% din univers. Nu putem simți sau vedea. Nu interacționează cu lumina. Nici măcar nu constă în blocurile de construcție cu care suntem obișnuiți - electroni și protoni din interiorul atomilor care alcătuiesc toată materia.
Aceasta este „materia întunecată”, iar oamenii de știință încearcă să înțeleagă ce este de zeci de ani. Astrofizicista teoretică Katherine Freese este una dintre cele care vânează aceste cărămizi misterioase ale vieții. În urmă cu treizeci de ani, teoria ei despre un adeziv invizibil care a ajutat la modelarea universului a dus la construirea unor acceleratoare subterane de particule pe tot pământul, precum mașinile de la CERN. Ce caută? Aceste particule se numesc wimps (WIMPs) și, potrivit lui Freese, stelele realizate din acest material fantomatic ar fi putut ajuta cosmosul să formeze miliarde de ani în urmă.
Wimps-urile (particule masive care interacționează slab) sunt particule mari care nu interacționează cu forțele electromagnetice. Acest lucru le face „întunecate” - nu pot fi observate folosind senzorii electromagnetici pe care oamenii le-au folosit pentru a cerceta universul în ultimele sute de ani.
Dar, datorită teoriei supersimetriei - care implică faptul că fiecare particulă cunoscută are un echivalent „antimaterie” - există un decalaj în atlasul nostru actual de particule, iar WIMPS poate umple perfect acest gol. Sunt peste tot, dar nu lasă urme, deoarece sunt reticenți în interacțiunea cu particulele obișnuite din jurul lor.
„Ei bine, dacă luăm toate obiectele din viața noastră de zi cu zi - corpul tău, scaunul pe care se află, aerul care respiră, pereții din jurul nostru, adăugăm planetele, adăugăm stelele - toate acestea sunt formate din atomi pe care îi înțelegem, dar toată această materie atomică nu constituie decât 5% din universul nostru - cinci la sută! Prin urmare, există încă 95% pe care trebuie să le înțelegem. Și aici intră materia întunecată și energia întunecată. Când trec prin tine - miliarde de particule în fiecare secundă - nu o observi, deoarece interacțiunea slabă este cu adevărat slabă, nu se întâmplă nimic”.
Video promotional:
Cum găsești ceea ce nu ai cum să vezi?
„O analogie bună pentru materia întunecată este vântul. Nu o vedem, este invizibilă și, cu toate acestea, suntem siguri că există, deoarece frunzele se zdrobesc. Același lucru este cazul materiei întunecate. Vedem că se reunesc lucrurile … este vorba de materie, ceea ce înseamnă că simte gravitația. Se îmbrâncește și strânge lucrurile. Știm că există din acest motiv, dar nu știm din ce constă."
Dacă wimps există - și Freese este sigur că o fac - ar fi trebuit să apară la scurt timp după Big Bang.
Freese a explorat această teorie cu colegii astrofizici Paolo Gondolo de la Universitatea din Utah și Doug Spoliar la Universitatea din Stockholm din Suedia. Au căutat primele „stele întunecate” care s-au format în primele zile ale universului.
În ciuda numelui lor, aceste stele străvechi erau orbitoare - trăiau din anihilarea materiei întunecate. Iar unii dintre ei ar putea trăi în colțurile îndepărtate ale Universului, strălucind în mod radiant.
"Stelele întunecate au început cu aceleași mase ca Soarele, dar puteau crește din ce în ce mai mari până când au devenit o masă de milioane de soare și miliarde de ori mai luminoase."
„Următorul telescop mare, James Webb Space Telescope, o extensie a celebrului telescop spațial Hubble, va putea găsi stele întunecate. Făcând acest lucru, nu vom găsi doar un tip de stele complet nou, care este deja surprinzător în sine, dar vom demonstra, de asemenea, că trăiesc în afara WIMP-urilor. Deci problema va fi rezolvată de unul singur."
Și asta ar putea preciza sfârșitul pentru una dintre cele mai dificile provocări din știința modernă. Oamenii de știință încearcă să rezolve problema materiei întunecate încă din anii 1930, dar indicii despre existența ei au apărut cu mult înainte.
„Când oamenii au studiat mișcarea soarelui și planetele din jurul lor, au realizat că planetele centrale se mișcă destul de repede, dar cu cât este mai departe de centru, cu atât mișcarea este mai lentă”, spune Freese.
"Deci s-au gândit, bine, acestea sunt legile lui Newton, le știm, acestea sunt legile naturii, hai să ne uităm la structuri mai mari - galaxii și ciorchini de galaxii."
„Dar nu asta au găsit: au descoperit că pe măsură ce te miști din centrul galaxiei, totul se mișcă cu aceeași viteză. A fost destul de ciudat."
Freese consideră că stelele și planetele pe care le vedem pe cerul nopții sunt punctul culminant al unui lung lanț de reacții care a început cu aceste particule slab interacționate. Și ea spune că fără particule de materie întunecată, universul nu ar fi putut deveni ceea ce este. "Structurile în care trăim, galaxiile și grupurile de galaxii nu s-ar fi putut forma dacă materia întunecată nu ar fi format pânza cosmică în care trăim."
„Adică, mai întâi s-au reunit materiile întunecate și apoi atomii obișnuiți, neutronii și protonii și așa mai departe, împreună cu materia întunecată, au format protogalaxii, ceea ce a dus la apariția galaxiilor, planetelor și stelelor. Dar pentru a începe formarea acestei structuri este nevoie de materie întunecată.
ILYA KHEL
