Η σκοτεινή ύλη μπορεί να είναι οκγώδης: Οι θεωρητικοί προτείνουν ότι το Καθιερωμένο Πρότυπο μπορεί να ευθύνεται γι' αυτό

Credit: NASA, N. Benitez (JHU), T. Broadhurst (Racah Institute of Physics/The Hebrew University), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI),G. Hartig (STScI), G. Illingworth (UCO/Lick Observatory), the ACS Science Team and ESA

Ένα τεράστιο σμήνος κιτρινωπών γαλαξιών, φαινομενικά έχουν πιαστεί σε ένα κόκκινο και μπλε "ιστό αράχνης" από παράξενους παραμορφωμένους γαλαξίες υποβάθρου, δημιουργώντας μια μαγευτική εικόνα από τη νέα προηγμένη φωτογραφική μηχανή για έρευνες στο διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ της ΝΑΣΑ. Για να "δημιουργήσει" αυτή την πρωτόγνωρη εικόνα του σύμπαντος, το Χαμπλ κοίταξε κατευθείαν μέσα από το κέντρο ενός από τα πιο τεράστια γνωστά σμήνη γαλαξιών , ονομάζεται Αμπελ 1689. Η βαρύτητα του συμπλέγματος των τρισεκατομμυρίων άστρων - συν τη σκοτεινή ύλη - λειτουργεί ως ένας 2-εκατομμυρίων-ετών φωτός-ευρυγώνιος φακός στο διάστημα. Αυτός ο βαρυτικός φακός κάμπτει και μεγεθύνει το φως των γαλαξιών που βρίσκονται πολύ πίσω από αυτόν. Μερικά από τα πιο εξασθενημένα αντικείμενα στην εικόνα είναι πιθανότατα πάνω από 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά (τιμή μετατόπισης προς το ερυθρό 6). Ο ισχυρός βαρυτικός εστιασμός, όπως παρατηρείται από το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ, το Αμπελ 1689 δείχνει την παρουσία της σκοτεινής ύλης.

Η σκοτεινή ύλη είναι αόρατη ύλη, που, σε συνδυασμό με την κανονική ύλη, θα μπορούσε να δημιουργήσει τη βαρύτητα που, μεταξύ άλλων, αποτρέπει  τους περιστρεφόμενους γαλαξίες από το να φύγουν μακριά. 
Οι φυσικοί υπολογίζουν ότι η σκοτεινή ύλη αποτελείται από το 27 τοις εκατό του σύμπαντος., και κανονική ύλη 5 τοις εκατό.


Αντίθετα από τα WIMPS (weakly interacting massive particles), ασθενώς αλληλεπιδρώντα σωματίδια με μάζα, ή αξιόνια, τα οποία αλληλεπιδρούν ασθενώς με χαμηλή μάζα σωματιδίων, η σκοτεινή ύλη μπορεί να γίνει από μακροσκοπικά αντικείμενα, από μερικές ουγγιές σε μέγεθος ως ενός αστεροειδή, και πιθανότατα τόσο πυκνή όσο ένα αστέρι νετρονίου, ή ο πυρήνας ενός ατόμου, προτείνουν οι ερευνητές.

Οι καθηγητές φυσικής Glenn Starkman και David Jacobs, οι οποίοι έλαβαν το διδακτορικό τους στη Φυσική από το CWRU (Κέις Γουέστερν Πανεπιστήμιο Reserve) το Μάιο και τώρα είναι συνεργάτες στο Πανεπιστήμιο του Κέιπ Τάουν, δημοσίευσαν τις παρατηρήσεις που παρέχουν καθοδήγηση, περιορίζοντας το πού να ψάξουν.
Δημοσιεύουν τις δυνατότητες σε έγγραφο εδώ:  arxiv.org [PDF]

«Ψάχνουμε για Ασθ.Αλλη..Σωμ..με Μάζα για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν τα έχουμε δει», δήλωσε ο Starkman. «Περιμέναμε να δημιουργήσουμε Ασθ.Αλλη..Σωμ..με Μάζα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, και δεν έχουμε.»

Τα WIMPS και τα άξιον παραμένουν πιθανοί υποψήφιοι για την σκοτεινή ύλη, αλλά δεν υπάρχει λόγος να ψάξουμε αλλού, υποστηρίζουν οι θεωρητικοί.

Μετά την εξάλειψη της πιο συνηθισμένης ύλης, συμπεριλαμβανομένων τους αποτυχημένους "Δίες", λευκούς νάνους, άστρα νετρονίων, αστρικές μαύρες τρύπες, τις μαύρες τρύπες στα κέντρα των γαλαξιών και τα νετρίνα με πολλή μάζα, ως πιθανοί υποψήφιοι, οι φυσικοί εστίασαν στα εξωτικά.

Αν και το παράξενο κουάρκ είναι εξαιρετικά ασταθές, ο Στάρκμαν επισημαίνει ότι τα νετρόνια είναι επίσης εξαιρετικά ασταθή. 
Αλλά στο ήλιο, δεσμεύονται με σταθερά πρωτόνια, και τα νετρόνια παραμένουν σταθερά.



Τα όρια της πιθανής σκοτεινής ύλης έχουν ως εξής:

• Ένα ελάχιστο των 55 γραμμαρίων. Αν η σκοτεινή ύλη ήταν μικρότερη, θα είχε παρατηρηθεί στους ανιχνευτές στον διαστημικό σταθμό Σκάιλαμπ ή στα ίχνη που βρέθηκαν σε φύλλα μίκα. 

• Ένα ανώτατο όριο των 1024 (δισεκατομμυρίων) γραμμαρίων. Πάνω από αυτό, τα (Macros) θα ήταν τόσο ογκώδη που θα έκαμπταν το φως των άστρων, που δεν έχουν παρατηρηθεί. 

• Το φάσμα των 1017 με 1020 γραμμαρίων ανά τετραγωνικό εκατοστό πρέπει επίσης να εξαλειφθεί από την αναζήτηση, λένε οι θεωρητικοί. Η σκοτεινή ύλη σε αυτό το εύρος θα είναι τεράστια για τον βαρυτικό εστιασμό που θα επηρεάσει μεμονωμένα φωτόνια από εκρήξεις ακτίνων-γ με τρόπους που δεν έχουν παρατηρηθεί.

Αν η σκοτεινή ύλη είναι μέσα σε αυτό το επιτρεπόμενο εύρος, υπάρχουν λόγοι που δεν έχει παρατηρηθεί.

• Κατά τη μάζα των 1018 γραμμαρίων, οι (Macros) της σκοτεινής ύλης θα μπορούσαν να χτυπήσουν τη Γη περίπου μία φορά κάθε δισεκατομμύρια χρόνια. 

• Σε χαμηλότερες μάζες, θα χτυπούσε τη Γη πιο συχνά, αλλά δεν θα μπορούσε να αφήσει μία αναγνωρίσιμη εγγραφή ή παρατηρήσιμο σήμα. 

• Στην περιοχή των 109 με 1018, η σκοτεινή ύλη θα συγκρουόταν με τη Γη μία φορά το χρόνο,  χωρίς να παρέχει τίποτα για τους υπόγειους ανιχνευτές σκοτεινές ύλης στο σημείο.

To-New-Sas

Πηγή: phys.org