Takiej teorii jeszcze nie było. Ciemna materia może pochodzić z czasów przed Wielkim Wybuchem

Artykuł/Nauka 14.08.2019
Takiej teorii jeszcze nie było. Ciemna materia może pochodzić z czasów przed Wielkim Wybuchem

Takiej teorii jeszcze nie było. Ciemna materia może pochodzić z czasów przed Wielkim Wybuchem

Uwaga, takiej teorii jeszcze nie słyszeliście. Naukowcy wpadli bowiem na nową koncepcję dotyczącą ciemnej materii. Ich zdaniem ciemna materia mogła istnieć przed Wielkim Wybuchem.

Teoria Wielkiego Wybuchu jest jedną z moich ulubionych. W dużym uproszczeniu brzmi ona bowiem tak: na początku nie było nic, które wybuchło i było wszystko. Cudownie. I teraz naukowcy z Johns Hopkins University chcą ją zmodyfikować mniej więcej tak: na początku nie było nic, ale oprócz tego było całkiem sporo ciemnej materii.

— Podczas naszych badań znaleźliśmy nową zależność między fizyką cząstek a astronomią. Jeżeli założymy, że ciemna materia składa się z cząstek, które powstały przed Wielkim Wybuchem, mogą one w unikalny sposób wpływać na rozkład galaktyk na niebie. Nową zależność można by wykorzystać do odkrycia ich tożsamości oraz do nowych wniosków dotyczących czasu przed Wielkim Wybuchem – powiedział Tommi Tenkanen, z JHU, jeden z autorów opracowania.

Ta nowa teoria wyjaśniałaby dlaczego naukowcom jak dotąd nie udało się zaobserwować ciemnej materii podczas wykonywania różnych eksperymentów z zakresu fizyki cząstek. Mówiąc prościej: jeśli ciemna materia jest pozostałością po Wielkim Wybuchu, to zdaniem naukowców powinno dać się ją jakoś stworzyć w warunkach laboratoryjnych. A że jak dotąd ta sztuczka nikomu się nie udała, być może czas rozważyć inne genezy jej powstania. Chociaż w tym przypadku o wiele lepiej pasowałoby słowo istnienia.

To z kiedy pochodzi ciemna materia?

Wykorzystując nowe modele matematyczne, naukowcy z JHU wykazali, że ciemna materia mogła istnieć przed Wielkim Wybuchem, w erze tzw. kosmicznej inflacji, kiedy cała przestrzeń gwałtownie się rozszerzała. Błyskawiczna i silna ekspansja przestrzeni zaowocowała powstawaniem cząstek skalarnych. Jedną z nich jest słynny bozon Higgsa.

— Nie wiemy, czym dokładnie jest ciemna materia, ale jeśli ma ona cokolwiek wspólnego z cząstkami skalarnymi, to bardzo prawdopodobne, że jest ona starsza od Wielkiego Wybuchu. W proponowanym przez nas modelu matematycznym nie musimy zakładać nowego typu interakcji między materią barionową i ciemną, poza grawitacją, o której już wiemy – tłumaczy Tenkanen.

Sam pomysł istnienia ciemnej materii przed Wielkim Wybuchem proponowany był już wcześniej przez grono fizyków teoretycznych. Jak dotąd jednak żaden z nich nie był w stanie podeprzeć tej teorii działającym modelem matematycznym. Ciemna materia jest zagadką samą w sobie. Nie udało nam się jej nawet zaobserwować – jej istnienie potwierdzają na razie obserwacje materii barionowej, na którą grawitacyjnie oddziałuje ciemna materia. Na razie udało nam się ustalić, że ma ona kluczowy wpływ, jeśli chodzi o formowanie się galaktyk i ich gromad.

— Ciemna materia jest zbyt ulotna, żebyśmy mogli zaobserwować ją w eksperymentach z zakresu fizyki cząstek. Jej istnienia możemy dowieść dzięki obserwacjom astronomicznym. Więcej o jej pochodzeniu dowiemy się w 2022 r., kiedy to satelita Euclid rozpocznie obserwacje w przestrzeni kosmicznej – kończy Tenkanen.

Nowe badania wydają się bardzo sensowne z punktu widzenia fizyków teoretycznych. Nie odpowiadają jednak na najważniejsze pytanie: jak właściwie wyglądał wszechświat, zanim… powstał?

Dołącz do dyskusji