Tamnu tvar mogli bi sačinjavati tamni fotoni koji ujedno i zagrijavaju svemir, predlaže novo istraživanje objavljeno u Physical Review Letters.
Novi kandidati za tamnu tvar
Tamna tvar čini preko 85% mase u svemiru, no znanstvenici je i dalje ne mogu detektirati. Slijedom toga, predložen je niz teorija o prirodi tamne tvari. Prema novoj hipotezi, tamna tvar mogla bi se sastojati od ultralaganih tamnih fotona. Novo istraživanje su proveli istraživači SISSA-e u suradnji s istraživačima sa sveučilišta Tel Aviv, Nottingham i New York, a objavljeno je u časopisu Physical Review Letters.
Autori smatraju da se takav koncept tamne tvar izvrsno slaže s opažanjima Spektrografa kozmičkog izvora (COS) na svemirskom teleskopu Hubble. Hubble mjeri tzv. “kozmičke” mreže, strukture u obliku niti koje ispunjavaju međugalaktički prostor. Hubbleov COS prikupio je podatke koji ukazuju da su ove međugalaktičke niti zagrijanije od predviđenog temeljem hidrodinamičkih simulacija standardnog modela formiranja strukture.
“S obzirom da bi se tamni fotoni mogli pretvoriti u fotone s niskom frekvencijom i zagrijati međugalaktičke strukture, ova ideja mogla bi dosta dobro objasniti eksperimentalne rezultate.”
Masivne kozmičke strukture zbunjuju stručnjake
Ultralagani tamni fotoni čine tamnu tvar
“Tamni fotoni hipotetske su čestice koje djeluju kao nositelji nove sile u tamnom sektrou – slično kao što je foton nositelj sile elektromagnetizma. Međutim, za razliku od fotona, oni mogu imati masu. Konkretno, ultralagani tamni foton s masom od samo dvadeset redova veličine manjom od mase elektrona, prilično je dobar kandidat za tamnu tvar”, objašnjavaju autori istraživanja James S. Bolton (Sveučilište Notitngham), Andrea Caputo ((CERN) i Sveučilište Tel Aviv), Hongwan Liu (Sveučilište New York) i Matteo Viel (SISSA).
Nadalje, fotoni bi se mogli međusobno miješati kao što to čine razne vrste neutrina, omogučujući ultralaganim fotonima da se pretvore u fotone niske frekvencije. Ovi fotoni potom bi zagrijavali međugalaktičku mrežu. Međutim, ovdje se ne radi o astrofizičkom procesu, već o procesu zagrijavanja koji je difuzan u regijama manje gustoće.
Procesi zagrijavanja
“Kozmičke niti obično se koriste za ispitivanje tamne tvari u malim razmjerima, no ovaj smo put upotrijebili podatke međugalaktičkog medija s niskim crvenim pomakom poput kalorimetra, kako bismo provjerili jesu li svi poznati procesi zagrijavanja dovoljni za reprodukciju podataka”, objašnjava Matteo Viel.
“Otkrili smo da to nije slučaj odnosno da postoji nešto što nedostaje, a taj nedostatak tumačimo kao doprinos tamnih fotona”. Ovaj rad trebao bi potaknuti daljnja teorijska i promatračka istraživanja mogućnosti da tamni foton čini tamnu tvar.
Je li vrijeme da napustimo teoriju ‘tamne tvari’?
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram
Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.
