Ένας βαρέων βαρών υποψήφιος για σκοτεινή ύλη

Σχεδόν το ένα τέταρτο του σύμπαντος βρίσκεται κυριολεκτικά στις σκιές. Σύμφωνα με τις θεωρίες των κοσμολόγων, το 25,8% αποτελείται από σκοτεινή ύλη, η παρουσία της οποίας σηματοδοτείται ουσιαστικά μόνο από την βαρυτική έλξη της. Η ουσία αυτή αποτελεί ένα μυστήριο. Τώρα ο Hermann Nicolai, διευθυντής στο Ινστιτούτο Max Planck και ο συνάδελφός του Krzysztof Meissner από το Πανεπιστήμιο της Βαρσοβίας πρότειναν έναν νέο υποψήφιο, ένα υπερβολικού βάρους βαρυτίνο. Η ύπαρξη αυτού του υποθετικού σωματιδίου προκύπτει από μια υπόθεση που επιδιώκει να εξηγήσει πώς το παρατηρούμενο φάσμα κουάρκ και λεπτονίων στο πρότυπο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, μπορεί να προκύψει από μια θεμελιώδη θεωρία. Επιπλέον, οι ερευνητές περιγράφουν μια πιθανή μέθοδο για την πραγματική παρακολούθηση αυτού του σωματιδίου.

Η σκοτεινή ύλη μπορεί να υπήρχε πριν από τη Μεγάλη Έκρηξη, προτείνει μια νέα θεωρία

Μια νέα πρόταση για το πώς να εξηγήσουμε μερικές από τις προκλήσεις της σκοτεινής ύλης λέει ότι η περίεργη ουσία προέκυψε πριν από τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτή η στιγμή το Big Bang αντιπροσωπεύει τη δημοφιλέστερη εξήγηση για το πώς άρχισε το σύμπαν, από μια ιδιομορφία που επεκτάθηκε για δισεκατομμύρια χρόνια, σε όλα όσα μας περιβάλλουν. Και αν ήρθε πρώτη η σκοτεινή ύλη, τότε αυτό αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες πρέπει να κυνηγήσουν για την αόρατη αυτή ουσία.

Η σκοτεινή ύλη περνά άλλη μια δοκιμή για να επιβεβαιωθεί η ύπαρξή της

Η σκοτεινή ύλη είναι μια υποθετική μορφή ύλης που θεωρείται ότι αντιπροσωπεύει περίπου το 85% της ύλης στο σύμπαν και περίπου το 1/4 της συνολικής ενεργειακής πυκνότητάς του. Η πλειοψηφία της σκοτεινής ύλης θεωρείται ότι είναι μη βαρυονική, ενδεχομένως αποτελούμενη από μερικά μέχρι τώρα μη ανακαλυφθέντα υποατομικά σωματίδια, όπως είναι τα WIMP’s. Πιστεύεται ότι η επίδραση της συγκρατεί ενωμένους τους γαλαξίες, ενώ τελευταία πέρασε ακόμη ένα πειραματικό τεστ για να επιβεβαιωθεί η ύπαρξή της.

Βρέθηκε ο 2ος γαλαξίας που δεν περιέχει σκοτεινή ύλη και μπορεί να αλλάξει όλα όσα γνωρίζαμε για το πώς διαμορφώνονται οι γαλαξίες

Όταν ερευνητές του Πανεπιστημίου Yale ανέφεραν τον Μάρτιο του 2018 ότι ανακάλυψαν έναν γαλαξία που δεν περιείχε σκοτεινή ύλη, η έρευνα τους συνάντησε επαίνους αλλά και κριτική. Μεγάλο μέρος της κριτικής της ανακάλυψης αυτής ήταν ότι έρχεται σε αντίθεση με τη θεωρία της σκοτεινής ύλης. Ωστόσο, οι ερευνητές στο Yale έκαναν πρόσφατα άλλη μια συναρπαστική ανακάλυψη: Βρήκαν άλλον έναν γαλαξία που φαίνεται να περιέχει μόνο «φυσιολογική» ύλη. Μια ανακάλυψη που υποστηρίζει τις αρχικές παρατηρήσεις ότι η σκοτεινή ύλη είναι διαχωρίσιμη από τους γαλαξίες.

Οι επιστήμονες επινοούν τρόπους για να παγιδεύσουν το μυστήριο σωματίδιο «σκοτεινού κόσμου» στον επιταχυντή LHC

Τώρα που έχουν εντοπίσει το μποζόνιο Higgs, οι επιστήμονες στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων έχουν στρέψει το βλέμμα τους σε έναν ακόμη πιο αόριστο στόχο, την σκοτεινή ύλη. Και μια νέα δημοσίευση περιγράφει μια μέθοδο για την άμεση ανίχνευση σωματιδίων από τον «σκοτεινό κόσμο» χρησιμοποιώντας τον επιταχυντή LHC. Μέχρι τώρα μπορούμε μόνο να κάνουμε έμμεσες μετρήσεις και προσομοιώσεις, όπως η απεικόνιση της σκοτεινής ύλης στην εικόνα.

Τα κύματα βαρύτητας συμβάλλουν στην ανακάλυψη των μαύρων οπών και ίσως της σκοτεινής ύλης και των θεωρητικών σωματιδίων

Τα κύματα βαρύτητας – οι αόρατοι κυματισμοί στον χωρόχρονο που εντοπίστηκαν για πρώτη φορά το 2015 – ανοίγουν μια νέα εποχή στην αστρονομία, που επιτρέπει στους επιστήμονες να δουν τμήματα του σύμπαντος που θεωρούνταν έως τώρα αόρατα, όπως οι μαύρες τρύπες, η σκοτεινή ύλη και τα αξιόνια – κάποια υποθετικά σωματίδια.

Το CERN εγκρίνει το νέο πείραμα FASER για να αναζητήσει εξωτικά σωματίδια σκοτεινής ύλης

Ένα νέο πείραμα για την αναζήτηση των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης, FASER, η οποία υπολογίζεται ότι αποτελεί περίπου το 27% του σύμπαντος, έναντι του 5% που αντιστοιχεί στην κοινή ορατή ύλη (από την οποία αποτελούνται τα αστέρια, οι πλανήτες και οτιδήποτε υπάρχει πάνω τους) ανακοίνωσε ότι ξεκινά ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικών Ερευνών (CERN).

Τελικά δεν υπάρχουν τα σωματίδια WIMP της σκοτεινής ύλης

Η σκοτεινή ύλη δεν είναι μόνο η πιο άφθονη μορφή ύλης στο Σύμπαν (περίπου το 85% αυτής), είναι επίσης η πιο μυστηριώδης. Ενώ όλα τα άλλα σωματίδια που γνωρίζουμε – άτομα, νετρίνα, φωτόνια, αντιύλη και όλα τα άλλα σωματίδια στο Καθιερωμένο Μοντέλο – αλληλεπιδρούν μέσω τουλάχιστον μιας από τις γνωστές κβαντικές δυνάμεις, η σκοτεινή ύλη φαίνεται να αλληλεπιδρά μέσω της βαρύτητας μόνη της.

Η σκοτεινή ύλη μπορεί να μην υπάρχει πραγματικά – και μια εναλλακτική θεωρία μπορεί να τεθεί υπό δοκιμή

Οι επιστήμονες αναζητούν την «σκοτεινή ύλη» – μια άγνωστη και αόρατη ουσία που νομίζουμε ότι δρα σαν συγκολλητική ουσία για να φτιαχτούν οι μεγάλες δομές, όπως οι γαλαξίες, στο σύμπαν, ενώ αντιπροσωπεύει περίπου το 85% της ύλης και περίπου το 1/4 της συνολικής ενεργειακής της πυκνότητας – για σχεδόν έναν αιώνα. Ο λόγος αυτής της επιμονής είναι ότι η σκοτεινή ύλη είναι απαραίτητη σε μια ποικιλία αστροφυσικών παρατηρήσεων, συμπεριλαμβανομένων των βαρυτικών αποτελεσμάτων που δεν μπορούν να εξηγηθούν, εκτός κι εάν υπάρχει περισσότερη ύλη από ό, τι μπορεί να δει κανείς. Για το λόγο αυτό, οι περισσότεροι ειδικοί πιστεύουν ότι η σκοτεινή ύλη είναι πανταχού παρούσα στο σύμπαν και ότι είχε ισχυρή επιρροή στη δομή και την εξέλιξή του. Ωστόσο, οι αναζητήσεις σκοτεινής ύλης παρέμειναν έως τώρα ανεπιτυχείς.

Αστρονόμοι βρίσκουν ότι η σκοτεινή ύλη κυριαρχεί σε όλη την κοσμική εποχή

Αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο στο Austin αναφέρουν ότι έχουν σκοντάψει σε έναν εξαιρετικό μακρινό γαλαξία, που εμφανίζεται πλούσιος με σκοτεινή ύλη, ακριβώς όπως αναμενόταν από τη θεωρία που διαρκεί εδώ και καιρό. Μπορεί λοιπόν να επιβεβαιώσει μια πρόσφατα αμφισβητούμενη θεωρία σχετικά με τη σκοτεινή ύλη.

Η θεωρία του "σκοτεινού υγρού" θα μπορούσε τελικά να εξηγήσει το 95% του κόσμου που λείπει

Επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης μπορεί να έχουν λύσει ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα στη σύγχρονη φυσική, με μια νέα θεωρία που ενώνει τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια σε ένα ενιαίο φαινόμενο: ένα υγρό που έχει αρνητική μάζα. Εάν επρόκειτο να πιέσετε μια τέτοια αρνητική μάζα, θα επιταχυνθεί προς το μέρος σας. Αυτή η εκπληκτική νέα θεωρία μπορεί επίσης να αποδειχθεί σωστή μια πρόβλεψη που ο Αϊνστάιν έκανε πριν από 100 χρόνια.

Παίζει κύριο ρόλο για τη ζωή η σκοτεινή ύλη;

Το κυριότερο υποψήφιο σωματίδιο της σκοτεινής ύλης είναι ένα σωματίδιο με μάζα που όμως αλληλεπιδρά σπάνια με την κανονική ύλη. Επίσης, μπορεί να είναι το ίδιο και το αντισωματίδιο του, που σημαίνει ότι εξαϋλώνει το ένα το άλλο όταν θα συναντηθούν, απελευθερώνοντας έτσι ενέργεια με τη μορφή της ακτινοβολίας. Αυτά τα αόρατα σωματίδια θα μπορούσαν να συλληφθούν από τη βαρύτητα του πλανήτη μας και έτσι να απελευθερώσουν ενέργεια, που θα μπορούσαν να ζεστάνουν αυτόν τον κόσμο, σύμφωνα με το φυσικό Dan Hooper και τον αστροφυσικό Jason Steffen στο Εργαστήριο Fermi.

Γιορτάζει η αθέατη σκοτεινή ύλη που συγκρατεί σαν «κόλλα» τους γαλαξίες

Για δεύτερη χρονιά γιορτάζεται διεθνώς φέτος στις 31 Οκτωβρίου, η Ημέρα Σκοτεινής Ύλης (Dark Matter Day), προκειμένου να μάθει περισσότερα η διεθνής κοινή γνώμη για την προσπάθεια των επιστημόνων να φωτίσουν ένα από τα μεγάλα μυστήρια του σύμπαντος

Η σκοτεινή ύλη μπορεί να παγιδευτεί στις μαύρες τρύπες;

Στις 11 Φεβρουαρίου 2016 οι φυσικοί που δούλευαν στο Παρατηρητήριο LIGO ανακοίνωσαν την ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων, μετά από πολλά χρόνια θεωρητικών μελετών και παρατηρήσεων. Μπορέσαμε να δούμε την αδιαμφισβήτητη κυματομορφή των βαρυτικών κυμάτων που δημιουργήθηκαν από δύο μεγάλες μαύρες οπές οι οποίες συγκρούστηκαν. Και τώρα αυτή η ανακάλυψη έδωσε νέες ιδέες για την παρουσία σκοτεινής ύλης στις μαύρες τρύπες.

Ψάχνοντας την μυστηριώδη πέμπτη ή σκοτεινή δύναμη για να εξηγήσουμε το κρυφό πεδίο του Κόσμου

Οι φυσικοί πρόκειται να ξεκινήσουν μια φιλόδοξη αναζήτηση για μια «σκοτεινή δύναμη» της φύσης η οποία, αν βρεθεί, θα ανοίξει την πόρτα σε μια σφαίρα του σύμπαντος, που κρύβεται επιμελώς κρυμμένη μέχρι τώρα. Το κυνήγι της θα αναζητήσει στοιχεία για μια νέα θεμελιώδη δύναμη που αποτελεί γέφυρα μεταξύ της συνηθισμένης ύλης και του αόρατου «σκοτεινού πεδίου» που λέγεται ότι συνθέτει τη συντριπτική πλειοψηφία του Κόσμου.

Βρήκαμε ακριβώς την ύλη που έλειπε από το σύμπαν και γι αυτό χρειάζεται η σκοτεινή ύλη

Για πάνω από 40 χρόνια, οι επιστήμονες έχουν υποστηρίξει την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης εκεί έξω. Τα μεγάλα ερωτήματα που ανάγκασαν τους αστρονόμους να υποθέσουν την ύπαρξη της προέκυψαν από τις κινήσεις μέσα στους γαλαξίες, τα σμήνη των γαλαξιών και κατά μήκος του κοσμικού ιστού. Από την βαρυτική της έλξη, μπορούμε να συμπεράνουμε την εξής συνολική μάζα στο Σύμπαν. Το 26.8% της υλοενέργειας είναι σκοτεινή ύλη, το 68.3% σκοτεινή ενέργεια και μόνο το 4.9% είναι η κανονική ύλη.

Απροσδόκητη απόδειξη της ύπαρξης σκοτεινής ύλης στο σύμπαν

Νέες ενδείξεις για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης στο σύμπαν μπορεί να βοηθήσουν στην επίλυση ενός από τα μεγαλύτερα μυστήρια της σύγχρονης επιστήμης. Έρευνα που δημοσιεύτηκε από τον αστροφυσικό Rennan Barkana στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ, παρέχει νέες πληροφορίες σχετικά με τα πιθανά χαρακτηριστικά ενός από τα θεμελιώδη αλλά δύσκολα κατανοητά δομικά στοιχεία του σύμπαντος.

Μυστήρια φασματική γραμμή από τον Γαλαξία μας ίσως είναι από διάσπαση σκοτεινής ύλης

Χρησιμοποιώντας ειδικά τηλεσκόπια ακτίνων Χ αστρονόμοι παρατήρησαν ένα απροσδόκητο φάσμα που δεν παράγεται από καμία γνωστή ατομική εκπομπή. «Αυτή η γραμμή εκπομπής ονομάστηκε τώρα η γραμμή των 3,5 keV. Μία ερμηνεία αυτής της γραμμής εκπομπής είναι ότι παράγεται από την αποσύνθεση της σκοτεινής ύλης», λέει ο αστροφυσικός του Πανεπιστημίου του Μαϊάμι Nico Cappelluti.

Ανακαλύφθηκε στο σύμπαν ο πρώτος γαλαξίας χωρίς σκοτεινή ύλη

Ενώ οι γαλαξίες γνωρίζαμε ότι πλέουν μέσα σε μια θάλασσα σκοτεινής ύλης, τώρα για πρώτη φορά οι αστρονόμοι βρήκαν ένα γαλαξία που φαίνεται να μην έχει σχεδόν καθόλου σκοτεινή ύλη, πράγμα που οι ίδιοι χαρακτήρισαν ασυνήθιστο, καθότι τελείως απρόσμενο.. Ο γαλαξίας NGC1052-DF2, σε απόσταση 65 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη, έχει περίπου το μέγεθος του δικού μας Γαλαξία, αλλά μόνο το ένα διακοσιοστό των άστρων του, ενώ -αντίθετα με τον δικό μας- δεν διαθέτει μαύρη τρύπα στο κέντρο του.

Νέα θεωρία για τη σύνδεση του Higgs με τη σκοτεινή ύλη

Το μποζόν του Higgs βοηθά ώστε να εξηγηθεί πώς τα σωματίδια αποκτούν τη μάζα τους, έτσι φαίνεται ότι μπορεί να προσφέρει το κλειδί και στην κατανόηση της σκοτεινής ύλης, την κυρίαρχη μορφή της ύλης που μαζί με τη σκοτεινή ενέργεια αποτελούν το 95% όλων των στοιχείων του Σύμπαντος. Τα λεγόμενα μοντέλα Higgs-portal (όπου τα Higgs διασπώνται) υποστηρίζουν ότι τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης αλληλεπιδρούν με τα φυσιολογικά σωματίδια μέσω της ανταλλαγής ενός μποζονίου Higgs. Αν είναι σωστές, τότε οι ερευνητές θα περίμεναν μια υπογραφή σκοτεινής ύλης στις διασπάσεις Higgs στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC). Μια νέα λοιπόν θεωρητική μελέτη αφαιρεί κάποια από την αβεβαιότητα στα μοντέλα αυτά, βελτιώνοντας τα όρια που έχει θέσει ο LHC στα υποψήφια μοντέλα της σκοτεινής ύλης.