A sötét anyag létezése már az ősrobbanás előtti időkre is visszavezethető? - Üdvözlet Magyarország!
A sötét anyag egy titokzatos és rejtélyes komponens, amely az univerzumban található anyag közel 80%-át alkotja. Ez az elgondolkodtató anyag már az univerzum keletkezése előtt is létezhetett, és a tudomány számára továbbra is számos kérdést vet fel.
A tudományos közösség évtizedek óta kutatja a sötét anyag rejtélyét és eredetét. Egy friss, a Physical Review Letters című folyóiratban publikált tanulmány új megvilágításba helyezi a kérdést: a kutatók szerint lehetséges, hogy a sötét anyag már a nagy bumm előtt formálódott.
A NASA szerint a sötét anyag az univerzum teljes tömeg- és energiatartalmának közel 27%-át adja, míg a sötét energia 68%-ot, az általunk is észlelhető anyag pedig mindössze 5%-ot tesz ki, ráadásul nem lép kölcsönhatásba a fénnyel, viszont gravitációs hatásából következtethetünk a létezésére.
Ellen Sirks, a Sydney Egyetem fizikusa elmagyarázta, hogy "a csillagok körüli forgási sebesség túl nagy ahhoz, hogy csak a látható anyag lehessen az oka".
A legfrissebb kutatások arra utalnak, hogy a sötét anyag valószínűleg az univerzum születését megelőző, rendkívül rövid inflációs időszak során formálódhatott.
Az ősrobbanás jelenleg is a vezető tudományos elémélet az univerzum keletkezéséről, amely szerint körülbelül 13,8 milliárd évvel ezelőtt az univerzum egy végtelenül sűrű és forró pontból kezdett tágulni, majd hűlni.
A sötét anyag mennyiségének kialakulása két izgalmas forgatókönyv szerint képzelhető el. Az egyik lehetőség a "kifagyás", míg a másik a "befagyás" elnevezést kapta.
A korábbiak alapján a sötét anyag részecskéi kezdetben harmonikus kapcsolatban álltak a hagyományos anyag részecskéivel. Azonban ahogy az univerzum hűlt és tágult, ez a kölcsönhatás fokozatosan elhalványult, miközben a sötét anyag részecskéinek mennyisége érintetlen maradt.
A befagyás modellje alapján a részecskék sosem értek el termikus egyensúlyt a normális anyaggal. Ennek oka, hogy a közöttük lévő kölcsönhatások rendkívül gyengék, így csak nagyon ritkán reagálnak egymásra.
Az új kutatás egy harmadik forgatókönyvet, az újonnan bevezetett "Warm Inflation via Ultraviolet Freeze-In", vagyis WIFI modellt javasolja. Katherine Freese, a Texasi Egyetem professzora szerint a modell egyedi vonása, hogy a sötét anyag sikeresen keletkezik az infláció során.
A legtöbb elmélet szerint az inflációs időszak alatt kialakuló jelenségek az univerzális tágulás során szinte észrevétlenül eltűnnek. Azonban az új kutatások arra utalnak, hogy a sötét anyag valójában jóval korábban keletkezett, mint ahogyan eddig feltételeztük.
A tanulmány társszerzője, Barmak Shams Es Haghi kifejtette, hogy ez a modell nem csupán a sötét anyag előállítására alkalmazható, hanem más részecskékre is, amelyek jelentős szerepet játszhattak az univerzum korai fejlődésében.
Ez új távlatokat nyit a jövőbeli kutatások előtt, hangsúlyozva a korai univerzumban zajló evolúciós folyamatokkal kapcsolatos további felfedezések ígéretét.
