Majoritatea covârșitoare a universului nostru rămâne un mister, complet invizibilă, iar natura exactă a acestei „materii întunecate” reprezintă una dintre cele mai mari enigme ale astrofizicii moderne. Însă o recentă descoperire teoretică ar putea schimba fundamental înțelegerea noastră.
Potrivit unui nou studiu, vibrațiile cosmice minuscule, generate în primele clipe de după Big Bang, ar fi putut, la propriu, să dea naștere acestor particule fantomă. Este o ipoteză îndrăzneață care deschide o cale inedită pentru a descifra, în sfârșit, compoziția universului.
Atunci când privim cerul, tot ceea ce putem observa sau atinge – planetele, stelele, galaxiile și chiar viața pe Pământ – reprezintă doar o fracțiune insignifiantă din realitate: abia 4% din universul nostru.
Restul este dominat de energia întunecată și de faimoasa materie întunecată, aceasta din urmă constituind aproximativ 23% din cosmos.
Deși astrofizicienii știu că această materie invizibilă există – masa sa colosală acționează ca un ciment gravitațional ce modelează și menține galaxiile împreună – nimeni nu știe din ce este, de fapt, compusă.
Cercetătorii din întreaga lume caută cu disperare particula care ar putea explica acest fenomen.
În acest context de stagnare teoretică, profesorul Joachim Kopp de la Universitatea din Mainz și doctorul Azadeh Maleknejad de la Universitatea din Swansea au propus un mecanism de formare radical nou, publicat în prestigioasa revistă Physical Review Letters.
Pentru a înțelege teoria lor, trebuie să ne aplecăm asupra undelor gravitaționale. Acestea sunt cunoscute, de obicei, ca șocuri violente ale spațiu-timpului, provocate de cataclisme titanice precum fuziunea găurilor negre.
Însă există o altă categorie, mult mai discretă: undele gravitaționale stochastice. Acestea nu provin din coliziuni de corpuri cerești masive. Ele formează un „zgomot de fond” constant, un ecou extrem de vechi și omniprezent.
Aceste ondulații reziduale au fost generate în fazele inițiale ale universului, în special în timpul răcirii sale rapide după Big Bang sau prin agitația câmpurilor magnetice primordiale. Descoperirea lui Kopp și Maleknejad constă în interacțiunea dintre aceste unde primordiale și materie.
Potrivit calculelor lor, vibrațiile care străbăteau universul aflat la începuturile sale nu s-au limitat doar să călătorească în vid; ele s-ar fi convertit parțial în particule.
Mai precis, studiul demonstrează că aceste unde gravitaționale ar fi declanșat crearea de fermioni – familia de particule din care fac parte electronii și protonii – inițial lipsiți de masă.
Pe parcursul evoluției cosmice, acești fermioni fantomatici ar fi dobândit, în cele din urmă, masă, devenind astfel particulele de materie întunecată care impregnează universul nostru astăzi.
Teorizând că însuși spațiu-timpul a putut „naște” materia întunecată prin simplele sale ondulații, cercetătorii oferă o direcție complet nouă fizicii particulelor. Echipa nu intenționează să se oprească la aceste prime estimări analitice.
Următorul pas va consta în lansarea unor calcule numerice puternice pentru a rafina aceste predicții.
Dacă acest model se va confirma, ar putea rezolva dintr-o singură mișcare un alt mister fundamental al fizicii: înțelegerea motivului pentru care universul primordial a produs mai multă materie decât antimaterie, permițând astfel lumii noastre să existe așa cum o cunoaștem.
