Οι φαν της σκοτεινής ύλης μπορούν να είναι ήσυχοι. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε τον περασμένο μήνα έκανε να ανασηκωθεί το φρύδι όλων με τον υπαινιγμό ότι η κοσμική γειτονιά μας είναι κενή από σκοτεινή ύλη, την επιπλέον μάζα που απαιτείται για να συγκρατήσει τον γαλαξία για να μην διαλυθεί. Αλλά μια νέα ανάλυση δείχνει ότι η σκοτεινή ύλη είναι εδώ.
Η σκοτεινή ύλη είναι το μυστηριώδες, αόρατο υλικό που αποτελεί το 83 τοις εκατό της ύλης στο σύμπαν. Είναι υπεύθυνη για να μην διαλυθούν οι γαλαξίες, παρά τις υψηλές ταχύτητες περιστροφής τους, και μας έχει βοηθήσει στο να κατανοήσουμε για το πώς σχηματίζονται οι δομές στο Σύμπαν.
Οι πιο δημοφιλείς θεωρίες λένε ότι η σκοτεινή ύλη είναι ένα, που μέχρι τώρα δεν έχει ανιχνευτεί, σωματίδιο WIMP (ασθενώς αλληλεπιδρώντα σωματίδια με μάζα) που δεν έχει το ‘θάρρος’ να αλληλεπιδρά με την συνηθισμένη ύλη μέσω οποιασδήποτε δύναμης εκτός από τη βαρύτητα.
Όμως, αρκετοί από τους υπόγειους ανιχνευτές περιμένοντας να δουν τα WIMPs έχουν καταλήξει σε αντικρουόμενα αποτελέσματα. Αν ο Γαλαξίας μας είναι τόσο γεμάτος από σκοτεινή ύλη, γιατί δεν έχουμε δει κάτι μέχρι τώρα;
Τον Απρίλιο, μια ομάδα που καθοδηγείται από τον Christian Moni-Bidin ενός Πανεπιστημίου στη Χιλή νόμιζε ότι είχε μια λύση: τα WIMPs δεν υπάρχουν στην πραγματικότητα.
Η ομάδα παρακολούθησε τις κινήσεις πάνω από 400 άστρων μέσα σε μια απόσταση 13.000 έτη φωτός από τη Γη για να εκτιμήσει τη μάζα της ύλης – ορατή και σκοτεινή – στη γειτονιά του ήλιου. Κατέληξε λοιπόν στο συμπέρασμα ότι η μάζα που βρήκε μπορούσε να εξηγηθεί μόνο από την ορατή ύλη, χωρίς την ανάγκη επίκλησης της σκοτεινής ύλης.
Όμως η ομάδα αυτή έκανε ένα λεπτό λάθος, λένε οι Jo Bovy και Scott Tremaine του Ινστιτούτου Προηγμένων Μελετών στο Πρίνστον.
Ο Moni-Bidin και οι συνεργάτες του μελέτησαν αστέρια των οποίων οι τροχιές τους ήταν πολύ πάνω ή κάτω από τον κύριο φωτεινό δίσκο του Γαλαξία μας, και υπολόγισαν την ταχύτητα με την οποία βρίσκονται σε τροχιά γύρω από το κέντρο του Γαλαξία για να καταλάβουν πόση έλξη αισθάνονται από τα κοντινά τους αστέρια και την σκοτεινή ύλη. Υπέθεσαν λοιπόν ότι οι ταχύτητες των άστρων θα ήταν ίδιες ανεξάρτητα από το πόσο μακριά ήταν από το γαλαξιακό κέντρο. Οι παρατηρήσεις συγκεντρώσεων σκόνης έχουν δείξει ότι αυτή η υπόθεση ισχύει για τα νεαρά άστρα σε τροχιά γύρω από τον γαλαξιακό δίσκο, που ως επί το πλείστον κινούνται σε ένα σχεδόν τέλειο κύκλο.
Όμως τα αστέρια που περιστρέφονται πολύ πάνω ή πολύ κάτω από το δίσκο δεν μπορούν να έχουν κυκλικές τροχιές, λέει ο Bovy. Τα μόνα αστέρια που φτάνουν σε τέτοια μεγάλα ύψη, είναι αυτά που έχουν απομακρυνθεί με βίαιο τρόπο μακριά από τον δίσκο, από την ύλη στους σπειροειδείς βραχίονες του Γαλαξία, η οποία και τους έστειλε σε εξαιρετικά ελλειπτικές τροχιές.
Αυτό σημαίνει ότι οι ταχύτητές τους δεν είναι ίδιες σε όλες τις αποστάσεις από το γαλαξιακό κέντρο. Κατά μέσο όρο, βρήκαν οι Bovy και Tremaine, οι ταχύτητες περιστροφής τους θα πρέπει να είναι πιο αργές από ό,τι έχει υποθέσει ο Moni-Bidin και οι συνεργάτες του.
«Με την παραδοχή ότι τα αστέρια περιστρέφονται με την ίδια ταχύτητα, ανεξάρτητα σε ποια απόσταση βρίσκονται από το κέντρο του Γαλαξία, αυτοί υποτίμησαν το συνολικό ποσό της ύλης στην ηλιακή μας γειτονιά και κατέληξαν έτσι στο συμπέρασμα ότι δεν υπήρχε χώρος για τη σκοτεινή ύλη,» διευκρινίζει ο Bovy.
Οι Bovy και Tremaine έκαναν μια εκ νέου ανάλυση των δεδομένων και διαπίστωσαν ότι η ποσότητα της σκοτεινής ύλης στη γειτονιά του ήλιου συμφωνεί με τις προηγούμενες προβλέψεις – αν μη τι άλλο, ίσως να υπάρξει λίγο περισσότερη σκοτεινή ύλη γύρω μας από ό,τι πιστεύαμε πριν.
Αυτό σημαίνει ότι «οι προοπτικές για την ανίχνευση της σκοτεινής ύλης στη Γη είναι καλές», λέει ο Bovy. "Είμαστε τώρα βέβαιοι ότι η τοπική πυκνότητα της σκοτεινής ύλης είναι αυτή που οι πειραματικό φυσικοί σωματιδίων έχουν από καιρό υποθέσει κατά την εκτέλεση των πειραμάτων τους."
Ο Moni-Bidin από την άλλη υποστηρίζει ότι έχει επίγνωση της εργασίας, αλλά αρνήθηκε να την σχολιάσει μέχρι να περάσει από αξιολόγηση από ειδικούς. Η εργασία έχει υποβληθεί στο Astrophysical Journal.
Αλλά οι αληθινοί πιστοί της σκοτεινής ύλης ποτέ πραγματικά δεν ανησύχησαν. Ο Dan Hooper του Fermilab από την αρχή ήταν δύσπιστος για την αρχική μελέτη.
"Τα στοιχεία θα πρέπει να είναι πολύ ισχυρά για να μπορέσετε να απομακρύνεται τη μακροχρόνια άποψη ότι υπάρχει πολύ σκοτεινή ύλη γύρω από τη γαλαξιακή γειτονιά μας”, λέει.
Πηγή: New Scientist
Leave a Comment