Tragedie COSMICĂ: se transformă materia întunecată în energie întunecată? Dacă da – cu ce EFECTE?

Materia pe care o cunoaştem, cea alcătuită din protoni, neutroni şi electroni, este doar o mică parte din totalul de materie şi energie din Univers. 95% din Univers este alcătuit, se pare, din materie şi energie întunecate.

O nouă teorie susţine că materia întunecată s-ar transformă cu timpul în energie întunecată. Acest fapt ar explică o serie de măsurători care au de-a face cu rată de formare a mega-structurilor din Univers. Totuşi, există multe dubii legate de acesta teorie.

La ora actuală majoritatea oamenilor de ştiinţă sunt convinşi că Universul este dominat de materie şi energie întunecate. Materia întunecată ar explică o serie de fapte care au de-a face cu modul în care se mişcă stelele în galaxii sau chiar galaxiile în mega-grupările de galaxii, în timp de energia întunecată ar explică de ce expansiunea Universului este accelerată.

În timp ce materia întunecată are efecte gravitaţionale asemănătoare materiei normale – cea pe care o cunoaştem şi o studiem în laboratoarele noastre – energia întunecată reprezintă un mare mister: acţionează că şi cum ar fi un fel de forţă antigravitaţională – o energie oarecum bizară, despre care cunoaştem foarte puţine lucruri. Materia întunecată ar putea să fie compusă din particule noi, pe care încă nu le-am descoperit, dar pe care le căutăm în diverse experimente la acceleratoare sau în laboratoarele subterane. Energia întunecată însă ne da de furcă: să fie oare o energie a vidului, legată de efecte cuantice? Sau cu totul altceva?

Catastrofă în Marea Neagră. Au așteptat ajutor patru ore, apoi s-au scufundat

Decembrie neobișnuit. Temperaturile o iau razna în următoarele zile

Recent observaţiile făcute cu ajutorul telescopului spaţial Planck au complicat şi mai mult situaţia: Planck a măsurat o anomalie în rată de formare a mega-structurilor în Univers. Din observaţiile făcută asupra radiaţiei cosmice de fond (microunde) s-a dedus că rată de formare a acestor mega-structuri a fost încetinită în ultimii 8 miliarde de ani de viaţă a Universului (reamintim că Universul, conform teoriei Big Bang, ar fi luat naştere acum circa 14 miliarde de ani).

Ce anume a cauzat această încetinire în rată de formare a acestor structuri în Univers? Cercetătorii Valentina Salvatelli, Najla Said şi Alessandro Melchiorri de la Universitatea „La Sapienza” din Roma şi Marco Bruni şi David Wands de la University of Portsmouth, Marea Britanie, au avut o idee extrem de interesantă: ce se întâmplă dacă materia întunecată se transformă în energie întunecată? Au generat un model în care era permisă această transformare şi au reuşit în acest fel să explice de ce anume mega-structurile în Univers se formează mai lent decât în trecut. Dispariţia materiei întunecate ar fi de vină! Rezultatele acestui studiu au fost publicate în Phys. Rev. Lett..

Dacă într-adevăr lucrurile stau aşa – atunci soarta Uiversului nostru nu este una prea fericită: în momentul în care toată materia întunecată se va transformă în energie întunecată nu se vor mai formă structuri! Va fi un Univers rece, neprimitor şi fără materie! În cât timp s-ar putea întâmplă această tragedie cosmică? Dacă e să dăm crezare acestui studiu procesul ar dura circa 100 de miliarde de ani.

Nu toţi oamenii de ştiinţă sunt însă de acord cu această idee. Există o serie de idei alternative – care explică situaţia actuală. Câteva dintre aceste idei au de-a face cu modificări aduse teoriei interacţiei gravitaţionale. Altele susţin că materia întunecată este compusă din aşa-numiţii neutrini sterili şi în acest caz ar explică inclusiv misterul scăderii ratei de formare a structurilor în Univers. La ora actuală încă nu ştim care dintre aceste teorii ar putea să fie cea valabilă – răspunsul ar putea să fie diferit faţă de orice ne imaginăm la ora actuală!

Ceea ce este însă cert este faptul că avem nevoie de observaţii experimentale – atât de natură astronomică şi astrofizică cât şi în laboratoarele care studiază particulele pe Terra – de precizie şi mai mare, capabile să ne îndrume spre răspunsul corect. În următorii ani vom dezlega probabil misterul materiei întunecate, ceea ce ne va ajută în a înţelege mai bine care ar putea să fie originea energiei întunecate, energie care reprezintă unul dintre cele mai mari mistere din fizică la ora actuală.

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