Η σκοτεινή ύλη μπορεί να είχε επαναϊονίσει το υδρογόνο του πρώιμου σύμπαντος

Πηγή: New Scientist, 24 Απριλίου 2009

Περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, ο Κόσμος μας επαναϊονίστηκε. Τα άτομα του υδρογόνου ξανά ιονίστηκαν σε πρωτόνια και ηλεκτρόνια, αλλά ο δράστης γι αυτό ήταν κάτι παραπάνω από ένα μυστήριο. Θα μπορούσε άραγε να είναι υπεύθυνη η σκοτεινή ύλης;

Τα ουδέτερα άτομα, κυρίως το υδρογόνο, σχηματίστηκαν περίπου 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν το σύμπαν είχε ψυχθεί αρκετά ώστε τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια (οι πυρήνες του υδρογόνου) να συνδυαστούν για να δώσουν ουδέρερα άτομα υδρογόνου. Οι περισσότεροι αστρονόμοι υποψιάζονται ότι το υδρογόνο ιονίστηκε και πάλι με την πρώτη γενιά των άστρων. Κανένα τηλεσκόπιο δεν έχει κοιτάξει ποτέ τόσο πολύ πίσω στο χρόνο για να δει να σχηματίζονται τα πρώτα αστέρια, αλλά πιστεύεται πως ήταν γιγάντια, και το σκληρό υπεριώδες φως τους θα μπορούσε να έχει προκαλέσει τον ιονισμό του υδρογόνου.

Τελευταία οι Dan Hooper και Alexander Belikov του Εργαστηρίου Fermilab στο Ιλλινόις, πιστεύουν ότι η σκοτεινή ύλη - το αόρατο υλικό που αποτελεί περίπου το 85% όλης της ύλης του Κόσμου - θα μπορούσε να έχει επαναϊονίσει το υδρογόνο του σύμπαντος. Η σκοτεινή ύλη πιστεύεται ότι αποτελείται από σωματίδια με μάζα που η θεωρία προβλέπει ότι εξαϋλώνονται όταν συγκρούονται, αναβλύζοντας ακτινοβολία γάμμα.

Οι διάφορες εποχές στο πρώιμο σύμπαν

Όταν η σκοτεινή ύλη συγκεντρώθηκε μαζί σε μεγάλα συσσωματώματα κάτω από την επίδραση της βαρύτητας στις απαρχές του σύμπαντος, ορισμένα από τα σωματίδια της θα είχαν εξαϋλωθεί, με αποτέλεσμα την παραγωγή υψηλής ενέργειας ακτίνων γάμμα. Κάθε ακτίνα γάμμα όμως θα είχε εκδιώξει ένα ηλεκτρόνιο από κάθε άτομο υδρογόνου, το οποίο με τη σειρά του θα έδιωξε ένα ηλεκτρόνιο από άλλο άτομο, και ούτω καθεξής. "Μια μόνο ακτίνα γάμμα ίσως επαναϊονισε 1.000 άτομα υδρογόνου", πιστεύει ο Hooper. "Ο μηχανισμός αυτός θα μπορούσε εύκολα να επαναϊονίσει όλο το σύμπαν."

Η χρησιμοποίηση ενός άλυτου μυστήριου (σκοτεινή ύλη) για την επίλυση κάποιου άλλου κάνει ορισμένους ανθρώπους επιφυλακτικούς. "Εμείς δεν έχουμε ακόμα καμία απόδειξη ότι η σκοτεινή ύλη εξαϋλώνεται", λέει ο Charles Bennett, του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard, και κύριος υπεύθυνος για τον δορυφόρο WMAP, που έχει μελετήσει την εποχή του επαναϊονισμού. "Δεν λέω ότι είναι λάθος η άποψη αυτή, αλλά είναι ένα υπερβολικό τέχνασμα για να την αποδεχθούμε."

Ο Hooper αναφέρει ότι η επικείμενη αποστολή Planck της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος, ο διάδοχος του Παρατηρητηρίου WMAP, θα μελετήσει τον τρόπο με τον οποίο έγινε ο επαναϊονισμός εκείνη την εποχή. "Η υπογραφή της σκοτεινής ύλης για τον επαναϊονσμό θα είναι διαφορετική από εκείνη που προκύπτει από τα αστέρια", λέει ο Hooper.