O nouă lumină asupra materiei întunecate. Cum modifică aceasta Universul?

O echipă de fizicieni a dezvoltat o metodă de predicție a compoziției materiei întunecate – materie invizibilă detectată doar prin atracția gravitațională pe care o exercită asupra materiei obișnuite și a cărei descoperire a fost îndelung căutată de oamenii de știință.

Lucrarea, care apare în revista Physical Review Letters, se concentrează pe predicția „semnăturilor cosmologice” pentru modelele de materie întunecată cu o masă cuprinsă între cea a electronului și cea a protonului. Metodele anterioare au prezis semnături similare pentru modele mai simple de materie întunecată.

• Galileo Galilei, omul care a schimbat cursul istoriei. „Și totuși, se mișcă!”
• Sonda europeană Mars Express a observat „păianjeni” pe planeta Marte

Această cercetare stabilește noi modalități de a găsi aceste semnături în modele mai complexe, pe care experimentele continuă să le caute, notează autorii articolului.

„Experimentele care caută materia întunecată nu sunt singura modalitate de a afla mai multe despre acest tip misterios de materie„, spune Cara Giovanetti, doctorandă la Departamentul de Fizică al Universității din New York și principalul autor al lucrării.

Prezența materiei întunecate afectează modul în care se formează elementele din Univers

„Măsurătorile de precizie ale diferiților parametri ai Universului – de exemplu, cantitatea de heliu sau temperaturile diferitelor particule din Universul timpuriu – ne pot, de asemenea, învăța multe despre materia întunecată”, adaugă Giovanetti.

În cadrul cercetării, echipa s-a concentrat pe nucleosinteza Big Bang (BBN) – un proces prin care sunt create forme ușoare de materie, cum ar fi heliul, hidrogenul și litiul.

Prezența materiei întunecate invizibile afectează modul în care se va forma fiecare dintre aceste elemente. De asemenea, vital pentru aceste fenomene este fondul cosmic de microunde (CMB) – radiația electromagnetică, generată prin combinarea electronilor și protonilor, care a rămas după formarea Universului.

Echipa a căutat o modalitate de a detecta prezența unei categorii specifice de materie întunecată – cea cu o masă între cea a electronului și cea a protonului – prin crearea unor modele care să ia în considerare atât BBN, cât și CMB.

„Materia întunecată ar putea face ca Universul să se extindă mult mai repede”

„O astfel de materie întunecată poate modifica abundența anumitor elemente produse în Universul timpuriu și poate lăsa o amprentă în fondul cosmic de microunde, modificând viteza de expansiune”, explică Giovanetti.

În cadrul cercetării, echipa a făcut predicții privind semnăturile cosmologice legate de prezența anumitor forme de materie întunecată. Aceste semnături sunt rezultatul modificării temperaturilor diferitelor particule de către materia întunecată sau al modificării vitezei de expansiune a Universului.

Rezultatele lor au arătat că materia întunecată care este prea ușoară va duce la cantități diferite de elemente ușoare față de ceea ce observă observațiile astrofizice.

„Formele mai ușoare de materie întunecată ar putea face ca Universul să se extindă atât de repede încât aceste elemente să nu aibă șansa de a se forma”, spune Giovanetti, potrivit EurekAlert.

„Aflăm din analiza noastră că unele modele de materie întunecată nu pot avea o masă prea mică, altfel Universul ar arăta diferit de cel pe care îl observăm”, concluzionează ea.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Mister rezolvat. Oamenii de știință ar fi descoperit cum s-au format galaxiile fără materie întunecată

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”

O aglomerare uriașă de materie întunecată, detectată de astrofiziceni în afara galaxiei Calea Lactee