Az univerzum színeit is befolyásolhatja a sötét anyag

A sötét anyagnak két fő tulajdonsága van: van tömege, akárcsak a megszokott anyagnak, viszont azzal ellentétben alig vagy egyáltalán nem lép kölcsönhatásba a fénnyel. A neutrínók megfelelnének ezeknek a feltételeknek, de olyan gyorsan mozognak – majdnem fénysebességgel –, hogy a sötét anyagnak csak nagyon kis részét magyarázzák meg. Semmilyen más ismert részecske nem felel meg minden kritériumnak, ezért továbbra sem tudjuk, miből áll a sötét anyag. Az egyik legnépszerűbb elmélet szerint nagyon nagy tömegű részecskékből, úgynevezett WIMP-ekből állhat, amelyek tömegét a jelenlegi részecskegyorsítókkal nem lehet kimutatni.

Színt vált-e a világegyetem?

Ezek a WIMP-ek néha maguktól, néha egymással ütközve bomlanának el, közben pedig újabb, már ismert részecskéket hoznának létre. Az ilyen bomlások keresésére indított kísérletek próbálták már a sötét anyagból származó sugárzást kimutatni, például nagyenergiájú gamma-sugarakat. Eddig azonban ilyen bizonyítékokat nem találtak, vagy nem voltak elég egyértelműek.

Új megközelítés: a háttérfény vizsgálata

Egy friss kutatás azonban nem közvetlenül nagyenergiájú részecskéket keres, hanem azt vizsgálta, hogyan befolyásolhatja a sötét anyag a távoli galaxisok fényét. A kutatók kiszámolták, hogy az eltérő sötétanyag-modellek miként szórják a fényt: ha a sötét anyag csak gravitációsan hat, a fotonok enyhén előre szóródnak, energiát nyerve, vagyis kissé kékül a fény. Ha viszont van kölcsönhatás, akkor a fotonok inkább visszaszóródnak, energiájuk csökken, vagyis finoman vörösödik a fény.

Miért izgalmas minden apró árnyalat?

Ez a hatás rendkívül kicsi, de a modellezés szerint épp akkora lehet, hogy korszerű műszerekkel kimutatható. Például összehasonlították a számításaikat a Fermi-LAT műhold méréseivel a Tejútrendszer centrumáról – mindkét modell egyelőre belefér a jelenleg ismert adatokba. A jövőben pontosabb gamma-sugár-detektálások azonban eldönthetik, melyik teória a helyes.

Még mindig sötétben tapogatózunk

A sötét anyag továbbra is a kozmológia egyik legnagyobb rejtélye, így minden új ötlet izgalmas lehetőségeket vet fel. Talán kiderül, tényleg színesebben – vagy kicsit sötétebben – látjuk az univerzumot, mint eddig gondoltuk.

2025, adrienne, phys.org alapján