สสารมืดสิ่งที่ถูกตั้งสมมุติฐานว่าจะสร้างขึ้นประมาณหนึ่งในสี่ของเอกภพ แต่ดูเหมือนว่าจะไม่มีปฏิสัมพันธ์กับแสงเลยอาจมีประจุไฟฟ้าเล็ก ๆ จากการศึกษาใหม่
สสารมืดได้ปรากฏตัวต่อแรงดึงดูดของโลกโดยการดึงดาวและกาแลคซีออกมาเท่านั้น แต่ตอนนี้นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Julian Muñozและ Abraham Loeb แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดแนะนำว่าอนุภาคสสารมืดเพียงเล็กน้อยอาจมีประจุไฟฟ้าเล็ก ๆ หมายความว่าสสารมืดสามารถโต้ตอบกับสสารปกติผ่านแรงแม่เหล็กไฟฟ้า
หากเป็นความจริงความคิดนี้ไม่เพียง แต่จะเป็นตัวแทนของขั้นตอนใหญ่ในการทำความเข้าใจกับสสารมืด แต่ยังจะอธิบายถึงความลึกลับที่เพิ่งเกิดขึ้นซึ่งเป็นที่รู้กันดีในเรื่องจักรวาลวิทยา
การระบายความร้อนที่อยากรู้อยากเห็น
ในเดือนกุมภาพันธ์นักดาราศาสตร์ประกาศการค้นพบครั้งแรกของสัญญาณที่เข้าใจยากจากก๊าซไฮโดรเจนจากรุ่งอรุณของจักรวาลระยะเวลาประมาณ 180 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบงเมื่อดาวดวงแรกเริ่มส่องแสง ในเวลานี้ก๊าซไฮโดรเจนที่ลอยอยู่ระหว่างดวงดาวนั้นเย็น - เย็นกว่าพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิคซึ่งเป็นรังสีที่เหลือจากบิ๊กแบงที่อาบจักรวาล
เนื่องจากไฮโดรเจนมีความเย็นกว่าสายัณห์นี้ก๊าซดูดซับรังสีโดยเฉพาะอย่างยิ่งรังสีที่มีความยาวคลื่น 21 เซนติเมตร (8.3 นิ้ว) นักดาราศาสตร์สามารถเข้าใจถึงรุ่งอรุณของจักรวาลซึ่งเป็นยุคแห่งจักรวาลที่ไม่เป็นที่รู้จักนัก การใช้เสาอากาศวิทยุในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลียเรียกว่า Experiment to Detect The Global Epoch of Reionization Signature (EDGES) ทีมนักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับการดูดซับนี้เป็นครั้งแรก
"นี่คือการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่น่าทึ่งในตัวของมันเอง" Muñozกล่าวกับ Live Science แต่ยิ่งไปกว่านั้นเขายังเสริมว่านักดาราศาสตร์พบว่าไฮโดรเจนมีการดูดกลืนโฟตอนมากเป็นสองเท่าของที่คาดไว้ เพื่อให้ก๊าซดูดซับรังสีได้มากมันจะต้องเย็นกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คิด
Muñozและ Loeb เสนอว่าสสารมืดอาจเป็นสาเหตุของความเย็นที่อยากรู้อยากเห็น ในกระดาษที่ตีพิมพ์ในวันที่ 30 พฤษภาคมในวารสาร Nature พวกเขาพบว่าถ้าสสารมืดน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์มีประจุไฟฟ้าอิเล็กตรอนประมาณหนึ่งล้านส่วนสสารที่เข้าใจยากนี้สามารถดึงความร้อนจากไฮโดรเจน - คล้ายกับว่า ก้อนน้ำแข็งทำให้น้ำมะนาวของคุณเย็นลง "น้ำแข็งนี่เป็นสสารมืด" Muñozกล่าว
ความคิดของพวกเขาไม่ได้ใหม่อย่างสมบูรณ์ ทศวรรษที่ผ่านมานักฟิสิกส์เสนอว่าอนุภาคสสารมืดอาจมีประจุไฟฟ้า
และมันไม่ได้เป็นเพียงคำอธิบายสำหรับการทำความเย็นนี้ ในกระดาษวันที่ 1 มีนาคมในวารสาร Nature, Rennan Barkana นักดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยเทลอาวีฟในอิสราเอลเสนอว่าสสารมืดแบบทั่วไปซึ่งไม่จำเป็นต้องมีประจุสามารถทำให้เรื่องปกติเย็นลงและอธิบายข้อมูล EDGES .
ข้อเสนอทั้งสองสสารมืดนั้นทำการคาดการณ์ที่คล้ายกันบาร์กาน่าซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาในปัจจุบันกล่าว
“ นี่เป็นเวลาสำหรับการมองโลกในแง่ดีอย่างระมัดระวังและรักษาใจที่เปิดกว้างเกี่ยวกับการสังเกตการณ์ทางวิทยุและการตีความ” บาร์คานากล่าวกับวิทยาศาสตร์การแสดงสด
ความคิดหลายสิบ
สสารมืดเป็นเพียงหนึ่งในหลายสิบความคิดที่เสนอเพื่ออธิบายความผิดปกติ ตัวอย่างเช่นแทนที่จะเป็นแก๊สที่เย็นกว่ารังสีพื้นหลังอาจร้อนกว่าที่คาดไว้ด้วยกระบวนการที่แปลกใหม่บางอย่างที่ผลิตรังสีเพิ่มเติมที่ยังไม่ได้รับการพิจารณา หรืออาจมีข้อผิดพลาดในการวิเคราะห์หรือการวัด
อันที่จริงการสังเกตการณ์ของ EDGES เป็นครั้งแรกและแม้ว่าทีมจะใช้เวลาสองปีในการตรวจสอบและตรวจสอบการวิเคราะห์ซ้ำนักวิจัยจะต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อยืนยันผลลัพธ์ที่น่าสงสัย
“ หาก EDGES ถูกต้องฉันไม่คิดว่าจะมีคำอธิบายแบบเดิม ๆ ที่น่าสนใจ” สตีเฟ่นฟูร์แลนโตนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียลอสแองเจลิสซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว "คุณต้องไปที่หนึ่งในสถานการณ์ทางฟิสิกส์ที่ไม่เป็นมาตรฐานเหล่านี้และในกรณีนั้นฉันคิดว่ามันเปิดกว้าง"
อย่างไรก็ตามMuñozเป็นส่วนหนึ่งของคำอธิบายสสารมืด “ หาก EDGES ถูกต้องมันคงยากมากที่จะไม่เป็นผลของสสารมืด” เขากล่าว
เครื่องดนตรีหลายชนิดทั่วโลกกำลังเตรียมพร้อมที่จะทำการสำรวจอย่างละเอียดมากขึ้น ซึ่งแตกต่างจาก EDGES การทดลองบางอย่างเช่นกล้องโทรทรรศน์วิทยุในแอฟริกาใต้เรียกว่า Hydrogen Epoch of Reionization Array จะสามารถวัดได้ว่าการดูดกลืนนั้นแตกต่างกันไปทั่วท้องฟ้าอย่างไร หากสสารขนาดเล็กมีประจุไฟฟ้าเหมือนMuñozและ Loeb บอกว่ามันจะสร้างรูปแบบที่แตกต่างในรูปแบบนี้ - ให้ทดสอบที่สำคัญสำหรับสสารมืดที่มีประจุไฟฟ้า
