Az univerzum nagy csavarja: nem is volt mindig hideg a sötét anyag?

Úgy tűnik, megdől a sötét anyagról alkotott korábbi képünk: egy új kutatás szerint az univerzum egyik legrejtélyesebb alkotóeleme valójában forrón, majdnem a fény sebességével száguldva születhetett, mielőtt lehűlt volna, és lehetővé tette volna a galaxisok kialakulását. Ezáltal az eddig elfogadott elméletek sora kerül kérdőjel alá.

Lázas kezdetek: amikor a sötét anyag még forró volt

Ami kezdetben ártalmatlannak tűnt, valójában a múltunkat formáló jelentős folyamat volt: az új vizsgálatok megmutatták, hogy a sötét anyag nem szükségképpen hidegen keletkezett. A Minnesotai Egyetem és a Párizs–Saclay Egyetem kutatói szerint a korai univerzum egy elképesztően forró, turbulens időszaka, az úgynevezett infláció utáni újramelegedés idején a sötét anyag részecskéi közel fénysebességgel is mozoghattak. Mégis, a tágulás és a hűlés során eléggé lelassulhattak ahhoz, hogy elősegítsék a galaxisok és egyéb hatalmas kozmikus szerkezetek kialakulását.

Miért hitték, hogy a sötét anyagnak hidegnek kell lennie?

Az elmúlt évtizedekben az a nézet uralkodott, hogy a sötét anyag csak hideg formában képes leválni az univerzumot kitöltő intenzív sugárzásról. Az öregedő világegyetemben a lassan mozgó, hideg sötét anyag részecskéi sűrűsödtek össze galaxisokká. A kutatók most azt vizsgálták, hogy az infláció utáni újramelegedés idején hogyan jöhettek létre ezek a részecskék, és hogyan változhattak meg tulajdonságaik az idő előrehaladtával.

Mindez szöges ellentétben állt a korábbi feltételezésekkel: a gyors részecskéket (például a neutrínókat) korábban azért zárták ki, mert mozgásuk „elsimította” volna az anyag sűrűsödéseit a korai univerzumban, megszüntetve a galaxisok kialakulását.

Új lehetőségek az univerzum kutatásában

Az új eredmények szerint a sötét anyagnak nem feltétlenül kellett hidegnek lennie a születésekor: az újramelegedési szakasz elegendő időt és lehetőséget biztosított ahhoz, hogy a forrón születő sötét anyag lehűljön, mire elkezdődött a galaxisok kialakulása.

A további cél, hogy érzékelni tudják ezeket a részecskéket – akár részecskegyorsítókkal, akár asztrofizikai megfigyeléssel. Így a korábbinál is korábbi, közvetlenül az Ősrobbanás utáni korszak válhat elérhetővé a kutatók számára.

Új ablak az univerzum hajnalára

A sötét anyag természetéről újonnan megfogalmazott elmélet további kutatásokat indíthat el, amelyek közelebb vihetnek az univerzum hajnalának megértéséhez. Ez a paradigmaváltás nemcsak az elméleti fizikát, hanem a jövőbeli megfigyelési és laboratóriumi kutatásokat is új irányba terelheti.

2025, adminboss, www.sciencedaily.com alapján