A sötét anyag az univerzum egyik legnagyobb rejtélye: az anyag mintegy 85%-át alkotja, mégis eddig teljesen láthatatlannak hittük. Csak gravitációs hatásai alapján tudtuk kimutatni, hiszen nem bocsát ki, nem nyel el és nem tükröz fényt. Azonban egy új kutatás az angliai York Egyetemről arra utal, hogy a sötét anyag talán nem is olyan „sötét”, mint gondoltuk – képes lehet finoman megváltoztatni a fény színét, így egy halvány „színujjlenyomatot” hagyhat maga után.
A sötét anyag és a fény kapcsolata – új megközelítés
Hosszú évtizedeken át úgy vélték a tudósok, hogy a sötét anyag kizárólag gravitációs hatásain keresztül érzékelhető. Mivel nem lép közvetlen kölcsönhatásba a fénygel, minden eddigi teleszkóp és detektor sikertelen volt abban, hogy közvetlenül kimutassa.
Az új yorki modell azonban ezt az elképzelést kérdőjelezi meg. A kutatók szerint a fény és a sötét anyag között közvetett kölcsönhatások jöhetnek létre egy „láncreakció” révén, amelyben köztes részecskék vesznek részt. Ezek az interakciók apró eltolódást okozhatnak a fény spektrumában – vagyis a fény enyhén vöröses vagy kékes árnyalatot kaphat.
A „hat kézfogás szabálya” és a részecskék világa
A kutatók elképzelése az úgynevezett „hat kézfogás szabályán” alapul, amely hasonló az emberi kapcsolatok „hat fokú távolság” elméletéhez: bármely két ember rövid ismeretségi láncon keresztül összekapcsolható.
Ebben az esetben a fény és a sötét anyag is összekapcsolódhat egy sor köztes részecske által. Például a sötét anyagot alkotó WIMP-ek (Gyengén Kölcsönható Nehéz Részecskék) befolyásolhatják a fotonokat olyan részecskéken keresztül, mint a Higgs-bozon vagy a top kvark.
Bár maga a sötét anyag nem érintkezik közvetlenül a fénnyel, ezek az indirekt kölcsönhatások finoman módosíthatják annak útját vagy színét.
Az univerzum rejtett fénye – hogyan detektálhatjuk?
Dr. Mikhail Bashkanov, a York Egyetem Fizika, Mérnöki és Technológiai Karának kutatója így nyilatkozott: „Ez egy merész új megközelítés egy fizika egyik legmélyebb rejtélyének vizsgálatára.”
„A legtöbb tudós azt mondaná, hogy a sötét anyag egyszerűen csak sötét. Mi azonban bebizonyítottuk, hogy még a leginkább elképzelhetően sötét típus is hagyhat mérhető színjelzést.”
Hozzátette: „Megfelelő körülmények között ez az apró színeltolódás mérhető lehet. Fejlett teleszkópok segítségével hamarosan képesek lehetünk észlelni a sötét anyag nyomait – ez pedig izgalmas gondolat.”
Új irányvonal a kozmikus kutatásban
A kutatócsoport eredményeit a Physics Letters folyóiratban publikálták. A tanulmány részletezi, hogyan lehetne ezeket az apró színeltolódásokat tesztelni az elkövetkező évek csúcstechnológiás csillagászati eszközeivel.
A távoli galaxisokból érkező fény megfigyelésével és ezen finom árnyalatok keresésével megerősíthető lenne, hogy valóban létezik-e ez az univerzum rejtett „fénylő” oldala.
- Ezzel kizárhatóak lennének bizonyos sötét anyag modellek.
- A kutatók fókuszálhatnának azokra az elméletekre, amelyek leginkább megfelelnek az észlelt adatoknak.
- Ez jelentős idő- és költségmegtakarítást eredményezhetne a kísérleti munkában.
A jövő kilátásai – közelebb kerülünk az univerzum titkaihoz
Dr. Bashkanov szerint ez az áttörés alapjaiban változtathatja meg azt, ahogyan az emberiség keresi a sötét anyagot:
„Jelenleg több tucat nagyszabású kísérlet zajlik különféle részecskék után kutatva – axionoktól kezdve sötét fotonokig. Tanulmányunk azt mutatja, hogy talán már most is vannak nyomok abban a fényben, ami az égboltról érkezik hozzánk. Csak tudnunk kell, hogyan keressük őket.”
Ha ezek az eredmények beigazolódnak, akkor egy lépéssel közelebb kerülünk ahhoz, hogy megértsük az univerzum láthatatlan szövetét. Ahelyett, hogy teljesen láthatatlan lenne, a sötét anyag talán halvány, rejtett színekkel festi meg kozmoszunkat – egy finom ragyogással világítva rá arra, amit eddig csak 20. századi fizikai elméletek képzeltek el.