Materia întunecată ar putea fi o relicvă cosmică din „dimensiuni suplimentare”

Materia întunecată, substanța evazivă care reprezintă majoritatea masei din Univers, ar putea fi alcătuită din particule masive, numite gravitoni, care au apărut în primul moment după Big Bang. Iar aceste particule ipotetice ar putea fi „refugiați cosmici” din dimensiuni suplimentare, sugerează o nouă teorie.

Calculele cercetătorilor sugerează că aceste particule ar fi putut fi create în cantitățile potrivite pentru a explica materia întunecată, care poate fi văzută doar prin atracția gravitațională pe care o exercită asupra materiei obișnuite.

„Gravitonii masivi sunt produși prin coliziuni de particule obișnuite în Universul timpuriu. Se credea că acest proces este prea rar pentru ca gravitonii masivi să fie candidați pentru materia întunecată”, a declarat co-autorul studiului Giacomo Cacciapaglia, fizician la Universitatea din Lyon, Franța.

Într-un nou studiu, publicat în revista Physical Review Letters, Cacciapaglia, împreună cu fizicienii Haiying Cai și Seung J. Lee de la Universitatea din Coreea, au descoperit că în Universul timpuriu s-ar fi produs suficienți gravitoni de acest tip pentru a explica toată materia întunecată pe care o detectăm în prezent.

Ar putea Universul să aibă mai multe dimensiuni decât se credea inițial?

Echipa a găsit acești gravitoni ipotetici în timp ce vâna dovezi ale unor dimensiuni suplimentare, despre care unii fizicieni suspectează că există alături de cele trei dimensiuni observate ale spațiului și de cea de-a patra dimensiune, timpul.

În teoria echipei, atunci când gravitația se propagă prin dimensiuni suplimentare, aceasta se materializează în Universul nostru sub forma unor gravitoni masivi.

Dar aceste particule ar interacționa doar slab cu materia obișnuită și doar prin intermediul forței gravitației.

Influența gravitațională împiedică galaxiile să se destrame

Această descriere este straniu de asemănătoare cu ceea ce știm despre materia întunecată, care nu interacționează cu lumina, dar are o influență gravitațională resimțită peste tot în Univers. Această influență gravitațională, de exemplu, este cea care împiedică galaxiile să se destrame.

„Principalul avantaj al gravitonilor masivi, ca particule de materie întunecată, este că interacționează doar gravitațional, prin urmare pot scăpa încercărilor de a le detecta prezența”, a declarat Cacciapaglia.

„Datorită interacțiunilor lor foarte slabe, ei se dezintegrează atât de încet încât rămân stabili pe toată durata de viață a Universului”, a declarat Cacciapaglia, potrivit LiveScience. „Din același motiv, ei sunt produși lent în timpul expansiunii Universului și se acumulează până în prezent”.

Dovezi ale acestor particule de materie întunecată

În trecut, fizicienii credeau că gravitonii sunt candidați improbabili pentru materia întunecată, deoarece procesele care îi creează sunt extrem de rare. Prin urmare, gravitonii ar fi fost creați la rate mult mai mici decât alte particule.

Primele stele și galaxii s-au format în primele câteva sute de milioane de ani după Big Bang. Dar echipa a descoperit că imediat după Big Bang, ar fi fost creați mai mulți gravitoni decât sugerau teoriile anterioare. Acest lucru a fost suficient pentru ca gravitonii masivi să explice complet cantitatea de materie întunecată pe care o detectăm în Univers, a constatat studiul.

Teoria echipei face legătura între fizica studiată la acceleratoarele de particule, cum ar fi Large Hadron Collider, și fizica gravitației. Acest lucru înseamnă că acceleratoarele de particule puternice, cum ar fi Future Circular Collider de la CERN, care ar trebui să înceapă să funcționeze în 2035, ar putea vâna dovezi ale acestor potențiale particule de materie întunecată.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Există materie întunecată în jurul nostru? Cercetătorii spun că da

Astronomii au descoperit o galaxie fără materie întunecată. „Ar trebui să existe, însă observațiile noastre spun altceva”

Ce s-ar întâmpla dacă ai deveni materie întunecată?

Un experiment ar putea confirma cea de-a cincea stare a materiei din Univers