"Ας φανταστούμε ότι η σκοτεινή ύλη αποτελείται από πολλά συστατικά, όπως στη συνήθη ύλη (πρωτόνια, ηλεκτρόνια, νετρόνια, νετρίνα, φωτόνια). Και ένα από τα συστατικά αυτά το αποτελείται από ασταθή σωματίδια με μάλλον μεγάλη διάρκεια ζωής:
Την εποχή κατά την οποία σχηματίστηκε το Υδρογόνο εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη τα συστατικά αυτά εξακολουθούν να βρίσκονται ακόμα στο Σύμπαν, αλλά τώρα, δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα έχουν εξαφανιστεί, έχοντας υποστεί αποσύνθεση (dekay) σχηματίζοντας νετρίνα ή υπάρχουν ως υποθετικά σχετικιστικά σωματίδια.
"Σε αυτή την περίπτωση, η ποσότητα της σκοτεινής ύλης στην εποχή του σχηματισμού του Υδρογόνου, αλλά και στη σημερινή εποχή θα είναι διαφορετική", δήλωσε ο Dmitry Gorbunov, από το Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας της Μόσχας.
Οι αστρονόμοι υποψιάστηκαν αρχικά ότι υπήρχε ένα μεγάλο ποσοστό "κρυμμένης μάζας" στο Σύμπαν από τη δεκαετία του 1930, όταν ο Ελβετός αστρονόμος Fritz Zwicky ανακάλυψε ορισμένες "ιδιαιτερότητες" σε ένα σύμπλεγμα (ή σμήνος) γαλαξιών στον αστερισμό Κόμης της Βερενίκης - οι γαλαξίες κινούνταν σαν να ήταν υπό την επίδραση της βαρύτητας από μια αόρατη πηγή. Αυτή η κρυμμένη μάζα που δεν εκδηλώνεται με κανέναν τρόπο, εκτός από ένα βαρυτικό αποτέλεσμα, ονομάστηκε Σκοτεινή Ύλη. Σύμφωνα με τα στοιχεία του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Planck, το ποσοστό της σκοτεινής ύλης στο σύμπαν είναι 26,8%, το υπόλοιπο είναι "συνηθισμένη" ύλη, (4,9%) και σκοτεινή ενέργεια (68,3%).
Τον Δεκέμβριο του 2016, επιστήμονες από το MIPT, το Ινστιτούτο Πυρηνικής Έρευνας (INR) της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών και το πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Νοβοσιμπίρσκ (NSU) ανακάλυψαν ότι η αναλογία ασταθών σωματιδίων στη σύνθεση της σκοτεινής ύλης στις πρώτες ημέρες* αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη δεν ξεπερνούσε το 2% -5%.
"Η διαφορά μεταξύ των κοσμολογικών παραμέτρων στο σύγχρονο Σύμπαν και στο Σύμπαν λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι η αναλογία της σκοτεινής ύλης έχει μειωθεί. Για πρώτη φορά έχουμε καταφέρει να υπολογίσουμε πόση σκοτεινή ύλη θα μπορούσε να χαθεί, και ποιο θα ήταν το αντίστοιχο μέγεθος του ασταθούς συστατικού ", δηλώνει ο ακαδημαϊκός Igor Tkachev, συν-συγγραφέας του της μελέτης, επικεφαλής του τμήματος πειραματικής φυσικής στην INR, και καθηγητής στο Τμήμα Θεμελιωδών Αλληλεπιδράσεων και Κοσμολογίας του Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας της Μόσχας (Moscow Institute of Physics and Technology ή MIPT) .
Η φύση της σκοτεινής ύλης παραμένει άγνωστη, ωστόσο, οι ιδιότητές της θα μπορούσαν ενδεχομένως να βοηθήσουν τους επιστήμονες να λύσουν το πρόβλημα που προέκυψε μετά τη μελέτη παρατηρήσεων από το ΔΤ Planck. Η συσκευή αυτή μετρά με ακρίβεια τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στη Κοσμική Ακτινοβολία Υποβάθρου - η "ηχώ" της Μεγάλης Έκρηξης. Μετρώντας τις διακυμάνσεις αυτές, οι ερευνητές μπόρεσαν να υπολογίσουν βασικές κοσμολογικές παραμέτρους χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις του Σύμπαντος στην λεγόμενη Εποχή του Ανασυνδυασμού ( recombination era) - περίπου 300.000 χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη.
"Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι ορισμένες από αυτές τις παραμέτρους, δηλαδή η παράμετρος Hubble (ή Νόμος του Hubble), η οποία περιγράφει το ρυθμό διαστολής του Σύμπαντος, καθώς και η παράμετρος που σχετίζεται με τον αριθμό των γαλαξιών σε συστάδες, ποικίλλουν σημαντικά με τα δεδομένα που λαμβάνουμε από τις παρατηρήσεις του σύγχρονου Σύμπαντος, με απευθείας μέτρηση της ταχύτητας διαστολής, ή απομάκρυνσης αν θέλετε των γαλαξιών και τη μελέτη των συστάδων. Η διακύμανση αυτή ήταν σημαντικά μεγαλύτερη από τα περιθώρια σφάλματος και των συστηματικών λαθών τα οποία μας είναι γνωστά. Ως εκ τούτου, είτε αντιμετωπίζουμε κάποιο είδος άγνωστου σφάλματος, είτε η σύνθεση του αρχαίου Σύμπαντος ήταν πολύ διαφορετική από το σύγχρονο Σύμπαν ", δηλώνει ο Tkachev.
Η ασυμφωνία αυτή μπορεί να εξηγηθεί από την υπόθεση της φθίνουσας σκοτεινής ύλης (Decaying Dark Matter ή DDM), η οποία δηλώνει ότι στο πρώιμο Σύμπαν υπήρχε περισσότερη σκοτεινή ύλη, αλλά στη συνέχεια μέρος της υπέστη αποσύνθεση.
Οι συντάκτες της μελέτης, ο Igor Tkachev, ο επικεφαλής συγγραφέας Gorbunov, και ο Anton Chudaykin ανέλυσαν τα δεδομένα από το ΔΤ Planck, συγκρίνοντας τα με το μοντέλο DDM και το πρότυπο μοντέλο LCDM (Lambda-Cold Dark Matter) με σταθερή σκοτεινή ύλη. Η σύγκριση αυτή έδειξε ότι το μοντέλο DDM είναι πιο συνεπές με τα δεδομένα παρατήρησης. Ωστόσο, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η επίδραση των λεγόμενων βαρυτικών φακών (η παραμόρφωση της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου μικροκυμάτων από ένα πεδίο βαρύτητας) περιορίζει σημαντικά το ποσοστό της αποσυντιθέμενης σκοτεινής ύλης στο μοντέλο DDM.
Χρησιμοποιώντας δεδομένα από παρατηρήσεις διαφόρων κοσμολογικών αποτελεσμάτων, οι ερευνητές μπόρεσαν να δώσουν μια εκτίμηση της σχετικής συγκέντρωσης των αποσυντιθέμενων συστατικών της σκοτεινής ύλης σε μια περιοχή η οποία κυμαίνεται από 2% έως 5%.
"Αυτό σημαίνει ότι στο σημερινό Σύμπαν υπάρχει 5% λιγότερη σκοτεινή ύλη απ 'ότι στην εποχή του Ανασυνδυασμού. Επί του παρόντος, δεν μπορούμε να πούμε πόσο γρήγορα αυτό το ασταθές μέρος αποσυντέθηκε. Η σκοτεινή ύλη μπορεί να διασπαστεί, να αποδομηθεί αν θέλετε ακόμη και τώρα, αν και αυτό θα ήταν ένα διαφορετικό και πολύ πιο πολύπλοκο μοντέλο ", δηλώνει ο Tkachev.
Εικόνα στην κορυφή της σελίδας: Πρώιμες ημέρες: μια καλλιτεχνική άποψη για τα αστέρια που σχηματίζονται από το πρωταρχικό αέριο, το υδρογόνου. (Ευγενική χορηγία: E R Fuller / Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών)
……………….Επεξηγήσεις………………..
*Η έννοια "ημέρα" την χρονική αυτή περίοδο είναι διαφορετική από την τωρινή 24ωρη αντίληψη λόγω διαφορετικής πυκνότητας του χρόνου τότε και τώρα.
……………….*………………..
Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο
Facebook:
Και στο blog: Αστρονομία και Επιστήμη
Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα
μπλε ή κόκκινα γράμματα)
Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.
Για διορθώσεις
μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε
μας: gikasd63@hotmail.com η αφήστε μήνυμα inbox στη
Σελίδα:
Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια δική σας εργασία,
άρθρο, ή Paper σχετικά με την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα αυτά συνοδευόμενα
απαραίτητα από τη σχετική βιβλιογραφία, και την σχετική έντυπη
άδεια σας για δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη
διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com . Η δημοσίευση είναι εντελώς
δωρεάν.
Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η
ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του
αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του
άρθρου.
Το κείμενο υπόκειται σε επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις
ή νέα στοιχεία που αφορούν το θέμα του άρθρου.