Materia întunecată, misterioasa substanță despre care fizicienii cred că reprezintă aproximativ un sfert din masa-energia Universului, ar putea proveni din vremurile de dinainte de Big-Bang, potrivit unui studiu recent care a fost publicat în Physical Review Letters.

Am dezvăluit o nouă legătură între fizica particulelor și astronomie.

Dacă materia întunecată este formată din particule ce provin de dinainte de Big Bang, atunci acestea au influenţat într-un mod unic distribuţia galaxiilor pe cer.

Această legătură poate fi folosită pentru a dezvălui identitatea lor și pentru a înțelege mai bine perioadele anterioare Big Bang-ului”, a declarat Dr. Tommi Tenkanen, autorul studiului, cercetător în cadrul Johns Hopkins University.

Evoluția Universului după Big Bang

O imagine artistică care arată evoluția Universului din momentul Big Bang, urmat de apariția radiaţiei cosmice de fond. Formarea primelor stele marchează sfârșitul epocii întunecate (Dark Ages), urmată de apariția galaxiilor. Credit: M. Weiss/Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Deși originea materiei întunecate nu este cunoscută, oamenii de știință au arătat că materia întunecată are un rol crucial în formarea galaxiilor și a grupurilor de galaxii.

Multă vreme, oamenii de ştiinţă au crezut că materia întunecata este o rămăşiţă a Big Bang-ului.

„Dacă materia întunecată reprezintă într-adevăr o rămășiță a Big Bang-ului, atunci cercetătorii ar fi trebuit să observe indicii directe privind existenţa materiei întunecate în diferite experimente din fizica particulelor”, a spus Dr. Tenkanen.

Folosind un cadru matematic nou, simplu, Dr. Tenkanen arată că materia întunecată s-ar fi format într-o epocă cunoscută sub numele de inflația cosmică, atunci când spațiul s-a extins foarte rapid.

Se crede că expansiunea rapidă a Universului a provocat apariţia unor particule scalare.

Până în prezent, o singură particulă scalară a fost descoperită și anume celebrul boson Higgs.

„Nu știm ce este materia întunecată, dar dacă are vreo legătură cu particulele scalare, atunci s-ar putea dovedi mai veche decât Big Bang-ul.

În acest scenariu matematic, nu trebuie să mai presupunem existența unor noi tipuri de interacțiuni între materia vizibilă și materia întunecată în afară de interacţiunea gravitaţională, care a fost dovedită în urma observaţiilor astronomice”, a explicat Dr. Tenkanen.

Deși ideea existenței materiei întunecate înainte de Big Bang nu este nouă, alți fizicieni teoreticieni nu au reușit să susţină această ipoteză prin calcule.

„Acest nou studiu arată că cercetătorii au ignorat cel mai simplu scenariu matematic posibil pentru originea materiei întunecate.

De asemenea, studiul sugerează o modalitate de testare a originii materiei întunecate prin observarea unor indicii ale existenței materiei întunecată în distribuția materiei din Univers.

Chiar dacă particulele de materie întunecată sunt foarte dificil de observat în experimentele cu particule, ele își pot dezvălui prezența în observațiile astronomice”, a declarat Dr. Tenkanen.

Sursa: Sci-News