Ανάλυση: Το μυστήριο της σκοτεινής ύλης

Επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι το 95% του συνόλου του σύμπαντος παραμένει μυστήριο: το 70% είναι σκοτεινή ενέργεια, ενώ το 25% είναι σκοτεινή ύλη.

Η σκοτεινή ενέργεια πιστεύεται ότι είναι ένα είδος πεδίου μη μηδενικής ενέργειας, ενώ η σκοτεινή ύλη αποτελείται από σωματίδια που θεωρητικά μπορούν να ανιχνευθούν και να μελετηθούν. Αλλά υπάρχει ένας λόγος για τον οποίο αυτή η ύλη ονομάζεται
«κρυμμένη μάζα»: οι επιστήμονες έχουν περάσει αρκετό χρόνο ψάχνοντας για αυτό και οι φυσικοί εξακολουθούν να συμμετέχουν σε θερμές συζητήσεις σχετικά με αυτό.
Προκειμένου να προσελκύσει την προσοχή της κοινής γνώμης στην έρευνα αυτή, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικών Ερευνών, CERN, καθιέρωσε ακόμα και ημέρα Dark Matter (σκοτεινής ύλης), η οποία παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στις 31 Οκτωβρίου.

Οι υποστηρικτές της θεωρίας της σκοτεινής ύλης παρέχουν μάλλον πειστικά επιχειρήματα που υποστηρίζονται από πειραματικά δεδομένα. Αυτή η θεωρία προτάθηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1930, όταν ο Ελβετός αστρονόμος Fritz Zwicky μελέτησε τις τροχιακές ταχύτητες των γαλαξιών εντός του Coma Cluster. Όπως γνωρίζουμε, η ταχύτητα ενός αντικειμένου εξαρτάται από τη μάζα του.
Οι υπολογισμοί του επιστήμονα έδειξαν ότι η πραγματική μάζα των γαλαξιών μέσα στο σύμπλεγμα πρέπει να είναι πολύ μεγαλύτερη από εκείνη που διαπιστώνεται με την τηλεσκοπική παρατήρηση. Αυτό σήμαινε ότι οι άνθρωποι απλά δεν μπορούσαν να δουν ένα μεγάλο μέρος γαλαξιών που πρέπει να αποτελούνται από ύλη που δεν αντανακλά ή απορροφά φως.

Το δεύτερο αποδεικτικό στοιχείο της ύπαρξης της σκοτεινής ύλης είναι η παραμόρφωση του φωτός όταν ταξιδεύει μέσα από τους γαλαξίες. Κάθε αντικείμενο με μάζα κάμπτει τη γραμμική διαδρομή του φωτός. Ο τρόπος με τον οποίο διαστρεβλώνεται το φως από τους γαλαξίες είναι διαφορετικός από αυτόν που θα παράγει μόνο η ορατή ύλη.

Παρά το γεγονός ότι τα αποδεικτικά στοιχεία της ύπαρξης της σκοτεινής ύλης είναι μάλλον πειστικά, κανένας δεν έχει βρει πραγματικά και δεν έχει μελετήσει τα σωματίδια από τα οποία αποτελείται. Οι φυσικοί προτείνουν ότι είναι δύσκολο να το καταλάβουμε για δύο λόγους.
Ο πρώτος είναι ότι αυτά τα σωματίδια έχουν πολύ υψηλές ενέργειες, ακόμα και οι πιο προηγμένοι επιταχυντές δεν μπορούν να τις παράγουν.

Ο δεύτερος είναι ότι η σκοτεινή ύλη είναι πολύ απίθανο να εμφανιστεί υπό οποιαδήποτε περίσταση.
Ίσως δεν μπορούμε να το εντοπίσουμε γιατί αλληλεπιδρά τόσο αδύναμα με το ανθρώπινο σώμα και τα σωματίδια που είναι γνωστά στην επιστήμη. Παρόλο που η σκοτεινή ύλη είναι παντού (σύμφωνα με τους υπολογισμούς) και τα σωματίδια της περνούν μέσα μας κάθε δευτερόλεπτο, απλά δεν μπορούμε να τη νιώσουμε.
Για να ανακαλύψουν σωματίδια σκοτεινής ύλης, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ανιχνευτές που βρίσκονται υπόγεια, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος παρεμβολών. Πιστεύεται ότι μερικές φορές τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης συγκρούονται με τους ατομικούς πυρήνες, προσδίδοντας κάποια από τη δυναμική τους, διασκορπίζοντας τα ηλεκτρόνια και προκαλώντας λάμψεις φωτός.

Η συχνότητα αυτών των συγκρούσεων εξαρτάται από τις συστάδες γαλαξιών που περνάει η Γη κατά τη διάρκεια του έτους. Αλλά παρά το γεγονός ότι εντοπίστηκαν πράγματι κάποιες επιπτώσεις που δεν μπορούσαν να προκληθούν από σωματίδια γνωστά σε εμάς, οι πειραματικές ομάδες αρνούνται ότι αυτή η επίδραση προκλήθηκε από τη σκοτεινή ύλη, επικαλούμενες το γεγονός ότι τα σήματα που παρατηρήθηκαν από διάφορες ερευνητικές ομάδες διαφέρουν το ένα από το άλλο.

Μόνο η ιταλική πειραματική ομάδα DAMA, η οποία εργάζεται στο υπόγειο εργαστήριο του Gran Sasso, έχει αναφέρει ετήσιες διακυμάνσεις στο ποσοστό των εν λόγω σημάτων. Σε αυτό το πείραμα, κατά τη διάρκεια αρκετών ετών, οι ερευνητές μετρούσαν τις λάμψεις του φωτός μέσα στον ανιχνευτή και υπολόγισαν την ενέργειά τους. Έτσι, οι ερευνητές έχουν αποδείξει την ύπαρξη ασθενών (περίπου 2%) ετήσιων διακυμάνσεων σε αυτές τις αναλαμπές.

Παρόλο που η ιταλική ομάδα είναι πεπεισμένη για την αξιοπιστία των πειραμάτων της, οι αντιδράσεις στην επιστημονική κοινότητα είναι ανάμεικτες. Η κύρια αδυναμία των στοιχείων που συγκέντρωσε η ιταλική ομάδα είναι ότι δεν μπορούν να αναπαραχθούν.
Για παράδειγμα, όταν τα κύματα βαρύτητας ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά, εντοπίστηκαν σε εργαστήρια σε όλο τον κόσμο, γεγονός που απέδειξε ότι τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από άλλες ομάδες ήταν αξιόπιστα. Αντίθετα, κανείς στον κόσμο δεν μπόρεσε να παράγει τα ίδια αποτελέσματα με την ερευνητική ομάδα DAMA.

Φυσικά, είναι πιθανό αυτή η ομάδα να έχει πιο ισχυρούς ανιχνευτές ή τις δικές της μεθόδους, αλλά η μοναδική φύση του πειράματός της, προκαλεί σε ορισμένους ερευνητές την αμφισβήτηση της αξιοπιστία της.
«Είναι δύσκολο να πούμε τι δείχνουν πραγματικά τα δεδομένα που συλλέχθηκαν στο εργαστήριο Gran Sasso», δήλωσε ο Konstantin Belotsky, κορυφαίος ερευνητής στο Τμήμα Φυσικής των Στοιχειωδών Σωματιδίων του Εθνικού Ερευνητικού Πανεπιστημίου MEPhI.
«Εν πάση περιπτώσει, η ιταλική ομάδα έχει δείξει θετικά αποτελέσματα, δεν έχει διαψεύσει την ύπαρξη για οτιδήποτε, το οποίο είναι ήδη εντυπωσιακό. Τώρα πρέπει να βρούμε μια εξήγηση για τα εντοπισμένα σήματα. Είναι μια μεγάλη ώθηση για την ανάπτυξη διαφόρων θεωριών, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που ασχολούνται με τη δημιουργία ενός μοντέλου σκοτεινής ύλης. Ακόμα κι αν ένας επιστήμονας προσπαθήσει να εξηγήσει γιατί αυτά τα δεδομένα δεν έχουν καμία σχέση με τη σκοτεινή ύλη, θα σηματοδοτήσει παρόλα αυτά ένα νέο βήμα στη θεωρητική φυσική. 

-->
Τέλος πάντων, υπάρχουν αποτελέσματα, οπότε θα πρέπει να συνεχίσουμε να εργαζόμαστε σε αυτό. Αλλά αυτή τη στιγμή δεν μπορώ να πω ότι η σκοτεινή ύλη ανακαλύφθηκε».

Olga Kolentsova
RIA Novosti
Από το olympia

loading...