Άκαρπες ξανά οι προσπάθειες για την εξεύρεση των σωματιδίων σκοτεινής ύλης

Η σκοτεινή ύλη και τα υποθετικά σωματίδια της δεν φαίνεται να υπάρχουν πουθενά σε κανένα πείραμα για την ανεύρεση τους. Έτσι, τα τελευταία αποτελέσματα του πειράματος ΧΕΝΟΝ1Τ στο Εθνικό Εργαστήριο Γκραν Σάσο της Ιταλίας που διαθέτει τον πιο ευαίσθητο ανιχνευτή σκοτεινής ύλης παγκοσμίως, μόλις ανακοινώθηκαν και αποτελούν…μία από τα ίδια, δηλαδή τίποτε. Εξίσου με άδεια χέρια κατέληξαν και οι κινέζοι επιστήμονες του πειράματος PandaX, οι οποίοι παράλληλα έκαναν τη δική τους ανακοίνωση.

Advertisements

Τρεις τρόποι για να ανακαλύψουμε την σκοτεινή ύλη

Ο κόσμος που βλέπουμε είναι ενσωματωμένος σε έναν αόρατο κοσμικό ιστό σκοτεινής ύλης – μια φαινομενική μορφή ύλης που δεν εκπέμπει φως και σπάνια προσκρούει στα ορατά πράγματα. Παρόλο που κανείς δεν έχει παρατηρήσει ποτέ άμεσα τη μυστηριώδη ουσία, οι επιστήμονες έχουν δει κάποια σημεία της ύπαρξής της, επειδή η βαρύτητά τους έλκει την συνηθισμένη ύλη – τα πράγματα από τα οποία είμαστε φτιαγμένοι. Στην πραγματικότητα, φαίνεται η σκοτεινή ύλη να είναι το ικρίωμα πάνω στο οποίο είναι κατασκευασμένοι οι γαλαξίες. Χωρίς τη σκοτεινή ύλη, η οποία είναι πενταπλάσια από την κανονική βαρυονική ύλη, το σύμπαν θα φαινόταν τελείως διαφορετικό: ούτε εμείς ούτε ο Γαλαξίας μας θα είμαστε εδώ γύρω σήμερα.

Νέα δεδομένα για την σκοτεινή ύλη την καθιστούν ακόμη πιο εξωτική

Τα σμήνη γαλαξιών είναι οι μεγαλύτερες γνωστές δομές στο σύμπαν, που περιέχουν χιλιάδες γαλαξίες και θερμό αέριο. Αλλά το σημαντικότερο είναι ότι περιέχουν τη μυστηριώδη σκοτεινή ύλη, η οποία αναλογεί στο 27% της συνολικής ύλης και ενέργειας. Τα σημερινά μοντέλα σκοτεινής ύλης προβλέπουν ότι τα σμήνη γαλαξιών έχουν πολύ πυκνούς πυρήνες και αυτοί οι πυρήνες περιέχουν έναν γαλαξία πολύ μεγάλης μάζας, ο οποίος ποτέ δεν κινήθηκε από το κέντρο του σμήνους. Μετά, όμως, από τη μελέτη δέκα γαλαξιακών σμηνών, ο David Harvey από το Εργαστήριο Αστροφυσικής της EPFL (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne) και οι συνάδελφοί του σε Γαλλία και Ηνωμένο Βασίλειο ανακάλυψαν ότι η πυκνότητα είναι πολύ μικρότερη από αυτή που προβλέπονταν και ότι ο γαλαξίας στο κέντρο στην πραγματικότητα κινείται.

Ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων θα μπορούσαν να ρίξουν φως στη σκοτεινή ύλη

Μια ομάδα φυσικών έχει βρει ότι τα ίδια μέσα που χρησιμοποιήθηκαν για την ιστορική ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων, που προκαλούνται από συγκρουόμενες μαύρες τρύπες, θα μπορούσαν να βοηθήσουν για να ξεκλειδωθούν τα μυστικά της σκοτεινής ύλης, ένα μυστηριώδης και ακόμα απαρατήρητο συστατικό του σύμπαντος.

Η σκοτεινή ύλη που αλληλεπιδρά με τον εαυτό της επιστρέφει

Είναι γεγονός πως η σκοτεινή ύλη έχει μάζα και γι αυτό άλλωστε ονομάζεται «ύλη». Ο μόνος γνωστός τρόπος με τον οποίο αλληλεπιδρά με την γνωστή ύλη, και τον εαυτό της, είναι η βαρύτητα. Δεν αλληλεπιδρά ηλεκτρομαγνητικά, οπότε δεν μπορούμε να τη δούμε ή να την αγγίξουμε – και γι αυτό αποκαλείται «σκοτεινή».

Έγινε η πιο ακριβής μέτρηση της φευγαλέας σκοτεινής ύλης

Οι μετρήσεις της ποσότητας (26% του σύμπαντος) και της «συσσωματώσεως» ή της κατανομής) της σκοτεινής ύλης, έγιναν με τόση ακρίβεια που, για πρώτη φορά, ανταγωνίζεται εκείνα των συμπερασμάτων από το πρώιμο σύμπαν από το παρατηρητήριο Planck της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος. Παρέχοντας έτσι υποστήριξη στη θεωρία ότι το αθέατο σωματίδιο αποτελεί την πλειοψηφία του Κόσμου.

Παρουσιάστηκε ο μεγαλύτερος και πιο λεπτομερής «χάρτης» ύλης και ενέργειας του σύμπαντος

Ένα νέο και πιο ακριβή από κάθε προηγούμενο χάρτη της ύλης του σύμπαντος δημιούργησαν οι επιστήμονες. Ο νέος χάρτης επιβεβαιώνει την ορθότητα των έως τώρα βασικών θεωριών της κοσμολογίας για την εξέλιξη του σύμπαντος, δηλαδή του μοντέλου ΛCDM ή Lambda-CDM, όπου Λάμδα είναι η κοσμολογική σταθερά με την οποία επεκτείνεται συνεχώς το σύμπαν και CDM-Cold Dark Matter είναι η κρύα σκοτεινή ύλη.

Ερευνητές απεικονίζουν για πρώτη φορά ιστό σκοτεινής ύλης που συνδέει γαλαξίες

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Waterloo, στον Καναδά, κατάφεραν να αποτυπώσουν την πρώτη σύνθετη εικόνα μιας γέφυρας σκοτεινής ύλης που συνδέει δυο γαλαξίες. Η σύνθετη εικόνα, που συνδυάζει έναν αριθμό μεμονωμένων εικόνων, επιβεβαιώνει τις προβλέψεις ότι οι γαλαξίες στο σύμπαν είναι δεμένοι μαζί μέσω ενός κοσμικού ιστού που συνδέεται με σκοτεινή ύλη που μέχρι τώρα παρέμενε απαρατήρητη. Η εργασία δημοσιεύθηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Ερευνητές απεικονίζουν για πρώτη φορά ιστό σκοτεινής ύλης που συνδέει γαλαξίες

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Waterloo, στον Καναδά, κατάφεραν να αποτυπώσουν την πρώτη σύνθετη εικόνα μιας γέφυρας σκοτεινής ύλης που συνδέει δυο γαλαξίες. Η σύνθετη εικόνα, που συνδυάζει έναν αριθμό μεμονωμένων εικόνων, επιβεβαιώνει τις προβλέψεις ότι οι γαλαξίες στο σύμπαν είναι δεμένοι μαζί μέσω ενός κοσμικού ιστού που συνδέεται με σκοτεινή ύλη που μέχρι τώρα παρέμενε απαρατήρητη

Οι πρώτοι γαλαξίες απέφευγαν την σκοτεινή ύλη

Με βάση τους υπολογισμούς των κοσμολόγων, η σκοτεινή ύλη αποτελεί το 27% περίπου της ενέργειας – ύλης του σύμπαντος, με συνέπεια να είναι πολλαπλάσια από τη συμβατική ύλη, το ποσοστό της οποίας δεν ξεπερνά το 5%. Καθώς η σκοτεινή ύλη δεν έχει ανιχνευθεί μέχρι σήμερα, εκτιμήσεις όπως οι παραπάνω προέρχονται από τη βαρυτική αλληλεπίδραση που ασκεί αυτή σε κοσμικές δομές όπως οι γαλαξίες. Εξάλλου, οι παρατηρούμενες ανωμαλίες στην κίνηση των σπειροειδών γαλαξιών, όπου τα εξωτερικά τους τμήματα περιστρέφονται πιο γρήγορα απ’ ό,τι αν υπήρχε μόνο η συμβατική ύλη, ήταν η αιτία για την υπόθεση ύπαρξης αυτής της «εξωτικής» μορφής ύλης, ήδη από τη δεκαετία του 1930.

Η θεωρία SMASH λύνει ταυτόχρονα πέντε από τα μεγαλύτερα μυστήρια της φυσικής

Πέντε από τους πιο σημαντικούς και επίμονους» γρίφους της φυσικής θα λύσει μία καινούρια προτεινόμενη θεωρία, στην περίπτωση που επαληθευτεί πειραματικά. Διατυπωμένο από ερευνητές, όπως ο Γάλλος Guillermo Ballesteros, από πανεπιστήμιο και ινστιτούτα στη Γαλλία, την Ισπανία, τη Γερμανία και την Αγγλία, το καινούριο μοντέλο υπόσχεται να δώσει απάντηση στους «γρίφους» της φύσης της σκοτεινής ύλης, του μηχανισμού πίσω από τον πληθωρισμό του σύμπαντος, της επικράτησης της ύλης έναντι της αντιύλης, των ταλαντώσεων των νετρίνων και το πρόβλημα της μη παραβίασης της συμμετρίας CP από την ισχυρή πυρηνική δύναμη.

Από τι μπορεί να αποτελείται η σκοτεινή ύλη;

Αν πάρουμε υπ’ όψιν και τη σκοτεινή ενέργεια η σκοτεινή ύλη αποτελεί το 23% του περιεχομένου του σύμπαντος, η σκοτεινή ενέργεια (ή ενέργεια του κενού) το 73%, η μη φωτεινή ύλη όπως είναι τα νετρίνα το 0.1%, το διαγαλαξιακό αέριο το 3,6%, οι μεγάλες μαύρες τρύπες το 0.04%, ενώ η υπόλοιπη ορατή φωτεινή ύλη (άστρα, πλανήτες κλπ) μόλις το 0.4%. Τέλος η ακτινοβολία είναι μόλις το 0.005%. Δηλαδή τα κάθε είδους άτομα αποτελούν το 12% της συνολικής μάζας του Σύμπαντος.

Οι ταλαντώσεις των νετρίνων ίσως ρίξουν φως στην σκοτεινή ύλη

Τρισεκατομμύρια νετρίνα, ή «σωματίδια-φαντάσματα» όπως είναι το παρατσούκλι τους, περνούν μέσα από το σώμα μας κάθε δευτερόλεπτο. Παρά το γεγονός αυτό, όμως, δεν είναι ακόμη γνωστός ο ρόλος που παίζουν στο σύμπαν, επειδή είναι πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν και να μελετηθεί η συμπεριφορά τους. Τώρα όμως νέες μετρήσεις, από το Παρατηρητήριο Νετρίνων IceCube στον νότιο…

Vera Rubin: Απεβίωσε η επιστήμονας που τεκμηρίωσε την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης στο Διάστημα

Η αμερικανίδα αστρονόμος Vera Rubin, η οποία επιβεβαίωσε την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, ενός από τα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος, απεβίωσε την Κυριακή στο Πρίνστον (βορειοανατολικές ΗΠΑ) σε ηλικία 88 ετών

Θεωρία για τη βαρύτητα «αποσύρει» τη σκοτεινή ύλη από το σύμπαν

Για ποιο λόγο κοσμικές δομές, όπως οι εξωτερικές περιοχές των γαλαξιών, δεν κινούνται όπως περιγράφει η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν; Σύμφωνα με τους περισσότερους φυσικούς, η απάντηση κρύβεται στη σκοτεινή ύλη, ένα υλικό με μυστηριώδη φύση, αφού δεν έχει ανιχνευθεί πειραματικά καθώς δεν εκπέμπει ούτε απορροφά ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, όπως για παράδειγμα φως. Ωστόσο, μερικοί επιστήμονες υποστηρίζουν πως, αντί να «προδίδουν» την ύπαρξη ενός εξωτικού υλικού, τέτοιες ασυμφωνίες απλώς «προδίδουν» το γεγονός ότι η Γενική Θεωρία δεν περιγράφει με ακρίβεια τη συμπεριφορά της βαρύτητας. Ανάμεσά τους, ο Ολλανδός Έρλικ Βελρίντε, καθηγητής στο πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ και το Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής Delta, ο οποίος από το 2010 έχει προτείνει ένα εναλλακτικό μοντέλο περιγραφής της βαρύτητας.

Το CERN στο κυνήγι των μυστηριωδών «σκοτεινών» φωτονίων

Ένας από τους μεγαλύτερους γρίφους της σύγχρονης εποχής είναι η φύση της «σκοτεινής» ύλης, η οποία αν και αντιστοιχεί στο 85% της ύλης του σύμπαντος παραμένει απόλυτα μυστηριώδης για τους επιστήμονες. Ένας σημαντικός λόγος γι’ αυτό είναι πως είναι δύσκολο να εντοπισθεί από επίγεια πειράματα και διαστημικά τηλεσκόπια, αφού δεν εκπέμπει ούτε απορροφά φως, αλλά και κανένα άλλο φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Η σκοτεινή ύλη του Γαλαξία υπολογίζεται ότι είναι 50% λιγότερη

Μια νέα μελέτη ανατρέπει τα δεδομένα για την παρουσία της σκοτεινής ύλης στον γαλαξία μας. Η μελέτη αυτή δίνει λύση σε ένα διαχρονικό κοσμικό γρίφο που απασχολεί τους επιστήμονες σχετικά με τον αριθμό των γειτονικών μας γαλαξιών.

Θεωρία για τη βαρύτητα «αποσύρει» τη σκοτεινή ύλη από το σύμπαν

Για ποιο λόγο κοσμικές δομές, όπως οι εξωτερικές περιοχές των γαλαξιών, δεν κινούνται όπως περιγράφει η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν; Σύμφωνα με τους περισσότερους φυσικούς, η απάντηση κρύβεται στη σκοτεινή ύλη, ένα υλικό με μυστηριώδη φύση, αφού δεν έχει ανιχνευθεί πειραματικά καθώς δεν εκπέμπει ούτε απορροφά ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, όπως για παράδειγμα φως.

Νέος υπολογισμός της μάζας του αξιονίου του υποθετικού συστατικού της σκοτεινής ύλης

Χάρη σε εξελιγμένους αλγόριθμους που έτρεξαν σε υπερυπολογιστή, ευρωπαίοι ερευνητές υπολόγισαν ότι η μάζα που μπορεί να έχει το «αξιόνιο», ένα υποθετικό συστατικό της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης η οποία αντιστοιχεί στο 85% της μάζας του Σύμπαντος, είναι δεκαπλάσια από ότι νόμιζαν. Μόνο που ο μεγαλύτερος ανιχνευτής για την ανίχνευση αξιονίων δεν είναι σχεδιασμένος να λειτουργεί σε αυτό το εύρος μάζας.

Ο πιο σκοτεινός γαλαξίας του (γνωστού) Σύμπαντος: 99,99% σκοτεινή ύλη

Ο γαλαξίας Dragonfly 44 έβαλε έναν τεράστιο γρίφο στους επιστήμονες: πώς γίνεται να έχει μάζα όση ο δικός μας γαλαξίας αλλά μόλις το 1% των άστρων του; Η απάντηση είναι ότι ο Dragonfly 44 μάλλον είναι ο πιο σκοτεινός γαλαξίας του γνωστού σε μας Σύμπαντος και αποτελείται κατά 99,99% από σκοτεινή ύλη!