Atunci când este descoperită o nouă particulă sau este dedusă existența unei noi particule, de obicei aceasta este atât de mică încât cu greu putem să ne-o imaginăm. S-ar putea însă ca acest lucru să nu fie valabil în cazul materiei întunecate, deoarece cercetătorii au descoperit dovezi care sugerează că particulele misterioase, invizibile care compun materia întunecată ar putea fi cât o treime din mărimea unei celule umane și suficient de dense pentru a crea aproape o mini gaură neagră.

Deşi materia întunecată reprezintă 84,5% din materia din Univers, nimeni nu știe cu adevărat ce este materia întunecată, din ce este formată şi cum arată. În ciuda naturii sale misterioase, oamenii de știință cred că materia întunecată trebuie să existe într-o anumită formă pentru a justifica masa necesară pentru ca Universul să existe și să acţioneze în modul în care o face.

Clusterul BulletMateria întunecată (în culoarea albastru) din clusterul Bullet. Credit: NASA/CXC/M. Weiss

Știind acest lucru, cercetătorii de la University of Southern Denmark s-au hotărât să investigheze dimensiunea acestor particule ipotetice, ascunse. Potrivit echipei de cercetători, materia întunecată ar putea fi compusă din particule care sunt de 10 miliarde de miliarde de ori (1019) mai grele decât un proton.

Dacă acest lucru este adevărat, atunci o singură particulă de materie întunecată ar putea cântări aproximativ 1 microgram, ceea ce este aproximativ o treime din masa unei celule umane (o celulă umană obişnuită are o masă de aproximativ 3,5 micrograme), adică puţin sub pragul pentru ca o particulă să devină o gaură neagră.

Rezultatele cercetătorilor s-au bazat pe un nou model pentru o particulă supergrea pe care ei l-au denumit PIDM (Planckian Interacting Dark Matter). Aceste particule supermasive aparțin unei clase de particule cunoscute sub denumirea de WIMP (weakly interacting massive particles), adică particule masive ce interacţionează slab cu materia obişnuită.

Cercetătorii au sugerat anterior că particulele WIMP sunt de 100 de ori mai grele decât un proton, dar deşi existenţa particulelor WIMP a fost teoretizată de ani de zile, până în prezent nu s-au descoperit dovezi ale existenţei lor. Acest lucru ar putea înseamna că particulele de materie întunecată sunt total diferite, afirmă Charles Q. Choi pentru LiveScience.

Dacă cercetătorii din Danemarca au dreptate cu privire la mărimea particulelor de materie întunecată, atunci înseamnă că materia întunecată este prea mare pentru a fi reprodusă în acceleratoarele de particule. În schimb, dovezile privind existenţa materiei întunecate ar putea fi găsite în radiația cosmică de fond a Universului, radiația electromagnetică rămasă în urma Big Bang-ului.

După evenimentul Big Bang, care a avut loc cu aproximativ 13,8 miliarde de ani în urmă, Universul s-a extins rapid în timpul unei perioade pe care cercetătorii o numesc „inflație”. În următoarea etapă din evoluţia Universului, denumită etapa de reîncălzire, s-au creat particulele. Se crede că în această etapă s-ar fi format particulele supermasive de materie întunecată.

„Cu toate acestea, pentru ca acest model să funcționeze, căldura din timpul perioadei de reîncălzire ar fi trebuit să fie semnificativ mai mare decât s-a crezut până în prezent”, afirmă Choi. „O perioadă de reîncălzire cu o temperatură mai ridicată ar fi trebuit să lase urme în radiația cosmică de fond pe care viitoarele experimente le-ar putea detecta”.

Este evident că dacă vom descoperi dovezi directe privind existenţa materiei întunecate, atunci vom putea verifica ipotezele actuale cu privire la modul în care s-a format Universul şi cum funcționează acesta. Cu toate acestea, înainte de a se întâmpla acest lucru, avem nevoie de instrumente mai bune de verificare despre care cosmologul McCullen Sandora de la University of Southern Denmark crede că ar trebui să le avem în următorul deceniu.

Până atunci, putem doar specula cu privire la modul în care funcţionează materia întunecată și asupra modului în care aceasta se încadrează în ipotezele și modelele noastre teoretice.

Studiul cercetătorilor a fost publicat în Physical Review Letters.

Sursa: Sciencealert