Din ce este alcatuit Universul? Am fi tentati sa spunem ca este alcatuit din stele, planete, gauri negre, gaz interstelar si alte multe obiecte cosmice de acest gen. Ei bine, ceea ce vedem, ceea ce cunostem noi din Univers se pare ca ar contribui doar 5% din totalul de energie al Universului.

Din ce anume este alcatuit restul de 95% din Univers?

Nu avem un raspuns clar la aceasta intrebare, insa vedem efectele acesui 95% pe care nu-l cunoastem. Ce fel de efecte? Este vorba in primul rand de efecte gravitationale asupra stelelor dar si al galaxiilor – efectele unui tip de materie pe care nu o vedem, dar o „simtim”. Aceasta materie a capatat numele de „materie intunecata” si ar contribui cu circa 25% din totalul de energie din Univers. Banuim ca aceasta ar putea fi alcatuita din particule pe care inca nu le-am descoperit. Suntem insa in cautarea lor: la acceleratoarele de particule, precum LHC de la Geneva, in laboratoarele subterane sau chiar si cu ajutorul experimentelor instalate pe sateliti in spatiu.

Pe langa materia intunecata insa exista si o forma de energie, numita energie intunecata, care ar duce la expansiunea accelerata a Universului, descoperita la sfarsitul secolului trecut. Aceasta forma de energie ar reprezenta 70% din totalul de energie din Univers. Este deci extrem de important sa ii descoperim originea.

Daca cautarea materiei intunecate este oarecum destul de usoara – intrucat stim ce sa cautam – experimentele care vaneaza energia intunecata sunt mult mai putine la numar tocmai datorita faptului ca inca nu avem idei clare despre ce ar putea sa o genereze – care este fenomenul care sta la baza acesteia.

Exista mai multe idei, printre acestea cele legate de faptul ca energia intunecata ar putea reprezeta un fel de „energie a vidului”, generata de procese cuantice; multi fizicieni lucreaza la aceasta ipoteza – incercand sa propuna experimente pentru a o valida.

O alta idee recenta este cum ca energia intunecata ar avea drept origine asa-numitele particule cameleon – particule foarte diferite fata de cele pe care le cunoastem noi. Daca un electron sau un proton au o masa bine definita, particulele cameleon ar avea o masa variabila – o masa care ar depinde de densitatea materiei inconjuratoare. Deci particule foarte bizare diferite de cele „obisnuite”.

Pentru a verifica aceasta idee un grup de cercetatori de la University of California, Berkeley a masurat cadrerea unor atomi de cesiu deasupra unei sfere cu diametrul de circa 2.5 cm de aluminiu. Aceasta cadere este evident influentata de atractia gravitationala, insa cercetatorii au incercat sa descopere daca pe langa efectul binei cunoscute atractii gravitationale reusesc sa masoare si alte efecte, care ar puteau fi puse pe seama particulelor cameleon (sau a altor surse neconventionale).

In ciuda unei precizii foarte mari, experimentul nu a detectat nici un fel de contributie de la surse ne-gravitationale. De mentionat faptul ca acest experiment avea o precizie de zeci de ori mai buna decat cea a experimentelor precedente.

Care este concluzia? Deocamdata sura energie intunecate si particulele cameleon nu au fost descoperite.

Energia intunecata – la fel ca si materia intunecata de altfel – ramane un mare mister. In ciuda faptului ca cele doua reprezinta circa 95% din totalul de energie al Universului nostru (cel putin asa se crede la ora actuala) nu stim inca ce anume sta la baza lor.

In viitorul apropiat vom avea experimente de precizie si mai mare – si poate in urmatorii ani vom reusi sa deslusim originea acestor fenomene care au un rol dominant in dinamica si evolutia Universului nostru.

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro