Temna snov, stvari, za katere domneva, da predstavljajo približno četrtino vesolja, pa sploh ne delujejo s svetlobo, bi lahko imele majhen električni naboj, kaže nova študija.
Do zdaj se je temna snov poznala le s pomočjo gravitacije, in sicer z vlečenjem zvezd in galaksij. Toda zdaj astrofiziki Julian Muñoz in Abraham Loeb z univerze Harvard kažejo, da bi majhen delček delcev temne snovi lahko imel majhen električni naboj - kar pomeni, da bi temna snov lahko z elektromagnetno silo vplivala na normalno snov.
Če je res, ta ideja ne bi predstavljala le velikega koraka pri razumevanju temne snovi, ampak bi tudi razlagala nedavno skrivnost, ki je zmedla kozmologe.
Radovedno hlajenje
Februarja so astronomi napovedali prvo odkrivanje nedostopnega signala vodikovega plina iz kozmične zore, obdobja približno 180 milijonov let po velikem udaru, ko so začele svetleti prve zvezde. V tem času je bil vodikov plin, ki je lebdel med zvezdami, hladen - hladnejši od kozmičnega mikrovalovnega ozadja, preostalo sevanje iz Velikega poka, ki kopa vesolje.
Ker je vodik hladnejši od tega žara, plin absorbira sevanje - predvsem sevanje z valovno dolžino 21 centimetrov (8,3 palca). Z merjenjem absorpcije sevanja z vodikom lahko astronomi bolje razumejo kozmično zori, relativno neznano dobo kozmične zgodovine. Z uporabo radijske antene v zahodni Avstraliji, imenovane Eksperiment za odkrivanje globalne epohe reionizacijskega podpisa (EDGES), je ekipa astronomov prvič zaznala to absorpcijo.
"To je samo po sebi neverjetno znanstveno odkritje," je Muñoz povedal Live Science. A še več, kot je dodal, so astronomi ugotovili, da je vodik absorbiral dvakrat več fotonov, kot so pričakovali. Da bi plin absorbiral toliko sevanja, bi moral biti še bolj hladen, kot so mislili znanstveniki.
Muñoz in Loeb sta predlagala, da bi bila temna snov krivec za radovedno ohlajanje. V prispevku, objavljenem 30. maja v reviji Nature, so ugotovili, da če ima manj kot 1 odstotek temne snovi približno milijonino električnega naboja elektrona, potem bi ta nedoločljiva snov lahko črpala toploto iz vodika - podobno kot kocke ledu ohladijo vašo limonado. "Tukaj je led temna zadeva," je dejal Muñoz.
Njihova ideja ni povsem nova. Pred desetletji so fiziki predlagali, da imajo delci temne snovi električni naboj.
In to ni edino pojasnilo za to ohlajanje. Rennan Barkana, kozmolog z univerze v Tel Avivu v Izraelu, objavljen 1. marca, je predlagal, da bi splošnejša temna snov, ki nima nujno naboja, ohladila normalno snov in pojasnila podatke EDGES .
Oba predloga temne snovi dajeta podobne napovedi, je dejal Barkana, ki ni bil vključen v trenutno študijo.
"To je čas za previden optimizem in odprtost, tako glede radijskega opazovanja kot interpretacije," je Barkana povedala za Live Science.
Desetine idej
Temna materija je le ena od ducatov idej, ki so predlagane za razlago anomalije. Na primer, namesto da bi bil plin hladnejši, je sevanje v ozadju morda bolj vroče, kot je bilo pričakovano, z nekaj eksotičnim postopkom, ki proizvaja več sevanja, ki ga je še treba upoštevati. Lahko pa preprosto pride do napak pri analizi ali meritvah.
Dejansko je opazovanje EDGES prvo te vrste, in čeprav je skupina dve leti preživela preverjanje in dvojno preverjanje analize, bodo raziskovalci potrebovali več podatkov, da bi potrdili zmedene rezultate.
"Če je EDGES pravilen, mislim, da ni nobene običajne razlage, ki bi bila prepričljiva," je dejal Steven Furlanetto, astrofizik na kalifornijski univerzi v Los Angelesu, ki ni bil vključen v študijo. "Resnično morate iti v enega od teh nestandardnih fizikalnih scenarijev in v tem primeru se mi zdi, da je na široko odprt."
Muñoz pa je delno razlago temne snovi. "Če ima EDGES res prav, se zdi zelo težko, da to ne bi bilo posledica temne snovi," je dejal.
Več instrumentov po vsem svetu že pripravlja podrobnejša opažanja. Za razliko od EDGES-a bodo nekateri poskusi, na primer radijski teleskop v Južni Afriki, imenovan Hydrogen Epoch of Reionization Array, lahko izmerili, kako se absorpcija spreminja po nebu. Če je majhen del temne snovi električno nabit, kot pravijo Muñoz in Loeb, potem bo v tej različici ustvaril izrazit vzorec - zagotovil ključni test za električno napolnjeno temno snov.
