Összeáll végre a sötét anyag és a „szellemrészecskék” rejtélye?

Két megfoghatatlan főszereplő

A sötét anyag az univerzum anyagának mintegy 85%-át teszi ki, mégis teljesen láthatatlan: csak a gravitációs hatása árulkodik róla, fényt ugyanis nem bocsát ki. Ezzel szemben a neutrínók rendkívül kis tömegű, töltés nélküli részecskék, amelyek szinte semmivel sem lépnek kölcsönhatásba. Naponta körülbelül 100 milliárd neutrínó hatol át minden négyzetcentimétereden, miközben észre sem veszed. A legtöbb elmélet szerint ennek a két rejtélyes részecskének nem lenne szabad egymással ütköznie, a világegyetem nagy léptékű szerkezetét magyarázó ΛCDM-modell ezt jósolja.

A kozmosz váratlanul sima

Az új kutatás azonban éppen arra utal, hogy a sötét anyag és a neutrínók között mégis kialakulhat ütközés, amely lendületátadást is magában foglal. Külön figyelmet érdemel, hogy ez a kölcsönhatás magyarázatot adhat arra, miért kevésbé „gócokban gazdag” az univerzum, mint azt az eddigi elméletek várták. Ezt a „sigma-8 feszültségnek” nevezett jelenséget az okozza, hogy a világegyetem nem olyan csomós, mint amilyennek a mikrohullámú kozmikus háttérsugárzásból (CMB) – azaz a 380 ezer éves világegyetem első fényéből – jósolni lehetett.

Adatok hullámai és téridő fodrozódása

Nemcsak a CMB-ből, hanem az úgynevezett barion-akusztikus oszcillációk (BAO) adataiból, valamint a sötét energia hatását is tükröző gravitációs lencsézésből is igyekeztek minél több nyomot kinyerni a kutatók. A chilei Atacama kozmológiai távcső (Atacama Cosmology Telescope) mellett a Planck űrtávcső adatai, valamint a Sloan Digitális Égbolt-felmérés (Sloan Digital Sky Survey) kétdimenziós galaxistérképe összeillesztve rajzolták ki a nagy kép mozaikjait. Külön érdekesség, hogy a kozmikus nyírást (cosmic shear), vagyis a gyenge gravitációs lencsézés miatt a távoli objektumok képeiben megjelenő torzulást is figyelembe vették.

Az „alapvető áttörés” küszöbén?

Miután a méréseket összevetették, és egy univerzumszimulációban a sötét anyag és a neutrínók ütközéseit is figyelembe vették, az így kapott modell már sokkal jobban összhangban áll az eddigi megfigyelésekkel. Nem elhanyagolható ugyanakkor, hogy a statisztikai bizonyosság még nem éri el a tudományos mércének számító 5 szigmát – 2,9 szigmán áll, vagyis 0,3% esély van arra, hogy hamis nyomról van szó. Ha viszont a további mérések is igazolják a kölcsönhatás létezését, valódi forradalom jöhet a kozmológia és a részecskefizika világában. A végső választ a következő nagy égboltfelmérések hozhatják majd meg, például a Vera C. Rubin Obszervatórium (Vera C. Rubin Observatory) adatai, de minden új megfigyelés közelebb vihet ahhoz, hogy a sötét anyag rejtélyét végre megfejtsük.

2025, adminboss, www.livescience.com alapján