ფიზიკის ახალი თეორიის თანახმად, ბნელი მატერია დიდი აფეთქებიდან მალევე უმასო სინათლის ნაწილაკებისგან წარმოიქმნა. სწრაფი გაგრილების შემდეგ, ეს ნაწილაკები, შესაძლოა, შეერთებულიყო და გამყარებულიყო ნელ, მძიმე სტრუქტურებად, რომლებიც დღეს გალაქტიკებს ქმნის. ამის მტკიცებულებები, შესაძლოა, კოსმოსურ მიკროტალღურ ფონურ გამოსხივებაში იმალებოდეს.

რა მოხდება, თუ ბნელი მატერია, იდუმალი ნივთიერება, რომელიც სამყაროში მატერიის უმეტეს ნაწილს შეადგენს, ყოველთვის ბნელი და მძიმე არ იყო? რა მოხდება, თუ ის თავდაპირველად სუფთა სინათლედ — უმასო ნაწილაკად — დაიწყო, რომელიც კოსმოსში გასაოცარი სიჩქარით მოძრაობდა?

სწორედ ამაზე უთითებს დარტმუსელი მეცნიერების ახალი კვლევა, რომელიც ბნელი მატერიის წარმოშობის შესახებ წარმოდგენების გადაწერას ცდილობს. გალაქტიკების ჩრდილებში ყოველთვის დამალული უხილავი ძალის ნაცვლად, ბნელი მატერია, შესაძლოა, დრამატული ტრანსფორმაციის შედეგი იყოს — სინათლის მატერიად გარდაქმნის, კოსმოსური ალქიმიური ხრიკის სტილში.

ფიზიკისა და ასტრონომიის პროფესორმა რობერტ კოლდუელმა და ფიზიკის სტუდენტმა გუანმინგ ლიანგმა პრესტიჟულ ჟურნალში Physical Review Letters წარმოადგინეს მოდელი, რომლის მიხედვითაც ბნელი მატერია დიდი აფეთქებიდან მალევე წარმოიშვა მაღალი ენერგიის, უმასო ნაწილაკებისგან.

მათი მოდელი საოცარ ანალოგიას ეფუძნება: სამყაროს ადრეულ სტადიაზე ნაწილაკები ზეგამტარ ელექტრონების მსგავსად იქცეოდა. უკიდურესად დაბალ ტემპერატურაზე ელექტრონებს შეუძლია გაერთიანება ე.წ. კუპერის წყვილებში. შედეგად მათ შეუძლიათ გაატარონ დენი წინააღმდეგობის გარეშე. ანალოგიურად, სინათლის ნაწილაკები შეიძლება დაკავშირებული იყოს მათი ბრუნვის საპირისპირო მიმართულებების გამო — მაგნიტის პოლუსების მიზიდულობის მსგავსად.

ფოტო: Shutterstock

მეორე მხრივ, როდესაც კოსმოსში ტემპერატურა დაეცა, ეს არასტაბილური წონასწორობა დაირღვა. წყვილების ენერგია მოულოდნელად დაეცა — ნაწილაკებმა დაკარგა სისწრაფე და სიმსუბუქე. შედეგად, ისინი დაიშალა მძიმე, ნელ გროვებად. და ეს არის ის, რასაც დღეს ბნელი მატერიის სახელით ვიცნობთ.

ეს თეორია ეწინააღმდეგება ბნელი მატერიის გავრცელებულ კონცეფციას, რომელიც ამჟამინდელი კოსმოლოგიის მიხედვით თავიდანვე ცივ და მძიმედ ითვლება. თუმცა, კოლდუელი და ლიანგი გვთავაზობენ ელეგანტურ ევოლუციურ ისტორიას, სადაც ბნელი მატერია "დაიბადა" სინათლის ნაწილაკების ქაოსიდან, დიდი აფეთქებიდან მალევე.

"ბნელმა მატერიამ სიცოცხლე თითქმის სინათლის მსგავსად დაიწყო — როგორც სწრაფი, უწონო ნაწილაკები", — ამბობს კოლდუელი. "ჩვენი მიზანი იყო გვეჩვენებინა, თუ როგორ გადაიქცა ეს ნაწილაკები ცივ, მძიმე გროვებად, რომლებიც დღეს გალაქტიკებს აყალიბებს".

ეს მხოლოდ კარგი თეორია არ არის — მეცნიერების მოდელი ასევე გვთავაზობს დამოწმებად ტესტის შესაძლებლობას. ამ თეორიის თანახმად, ბნელმა მატერიამ სამყაროში სპეციფიკური კვალი დატოვა: კოსმოსურ მიკროტალღურ ფონში (CMB) მკრთალი, მაგრამ სპეციფიკური კვალი, რომელიც დიდი აფეთქებიდან 380 000 წლის შემდეგ წარმოშობილი რელიქტური გამოსხივებაა.

ადრეული სამყაროს ეს "ნამარხი" ინტენსიურად შეისწავლება ისეთ პროექტებში, როგორიცაა ჩილეში Simons Observatory ან მომავალი CMB-S4 მისია. თუ მონაცემებში პროგნოზირებული ხელწერა აღმოჩნდება, ეს ახალი თეორიის ძლიერი მხარდაჭერა იქნება.

კალდუელი და ლიანგი ამტკიცებენ, რომ მათი თეორია არ ეფუძნება რთულ ვარაუდებს ან ეგზოტიკურ ჰიპოთეზებს. ის იყენებს ცნობილ ფიზიკურ მოვლენებს, როგორიცაა ზეგამტარობა, და გადააქვს ისინი ადრეული სამყაროს პირობებზე.

"ჩვენი განტოლებები საოცრად მარტივია", — ამბობს ლიანგი. "ფიზიკის ახალი კანონების გამოგონება არ გჭირდებათ. უბრალოდ კარგად გადახედეთ იმას, რაც უკვე ვიცით".

თუ სტატიაში განხილული თემა და ზოგადად: მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სფერო შენთვის საინტერესოა, შემოგვიერთდი ჯგუფში – შემდეგი ჯგუფი.