Τι θα γινόταν αν ο κόσμος της σκοτεινής ύλης ήταν ένας καθρέφτης του δικού μας κόσμου, απλά με σπασμένους κανόνες; Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί η σκοτεινή ύλη φαίνεται να είναι τόσο άφθονη αλλά αόρατη, σύμφωνα με μια νέα θεωρία.
Η σκοτεινή ύλη είναι η μυστηριώδης, άγνωστη ουσία που φαίνεται να αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος όλης της μάζας του σύμπαντος. Δεν αλληλεπιδρά με το φως ή την κανονική ύλη και ο μόνος τρόπος με τον οποίο οι επιστήμονες μπορούν να την ανιχνεύσουν είναι μέσω της ανεπαίσθητης βαρυτικής επιρροής της στην κανονική ύλη, όπως οι κινήσεις των άστρων μέσα στους γαλαξίες και η ανάπτυξη υπερμεγέθων δομών στον κοσμικό χρόνο.
Θα ήταν εύκολο να σκεφτεί κανείς ότι επειδή η ύλη και η σκοτεινή ύλη λειτουργούν με διαφορετικούς κανόνες, η μία θα ήταν απόλυτα κυρίαρχη έναντι της άλλης. Όμως, παρά το γεγονός ότι έχουν τελείως διαφορετικές ιδιότητες, οι ποσότητες της κανονικής ύλης και της σκοτεινής ύλης εξακολουθούν να βρίσκονται στην ίδια κλίμακα. Αυτό φαίνεται σαν μια παράξενη σύμπτωση.
Για να το εξηγήσουν αυτό, οι επιστήμονες πρότειναν ότι θα μπορούσε να υπάρχει κάποιου είδους κρυφός σύνδεσμος μεταξύ τους. Δημοσίευσαν την έρευνά τους στις 22 Ιανουαρίου στο προτυπωμένο περιοδικό arXiv.
Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι για κάθε φυσική αλληλεπίδραση στην κανονική ύλη, υπάρχει ένας καθρέφτης της στον κόσμο της σκοτεινής ύλης. Αυτό θα ήταν ένα νέο είδος συμμετρίας στη φύση, που θα συνέδεε τον κόσμο της κανονικής και της σκοτεινής ύλης, ανέφεραν οι ερευνητές.
Αυτή η συμμετρία θα βοηθούσε να εξηγηθεί γιατί η σκοτεινή ύλη και η κανονική ύλη έχουν περίπου την ίδια αφθονία.
Η παράξενη σύμπτωση και τα κανάλια μεταξύ των δύο κόσμων
Στην μελέτη τους, οι ερευνητές επισημαίνουν μια άλλη παράξενη σύμπτωση. Στη φυσική της κανονικής ύλης, ένα νετρόνιο και ένα πρωτόνιο έχουν σχεδόν ακριβώς την ίδια μάζα, γεγονός που τους επιτρέπει να συνδέονται μεταξύ τους και να σχηματίζουν σταθερά άτομα. Αν ένα πρωτόνιο ήταν έστω και λίγο βαρύτερο, θα ήταν εντελώς ασταθές και θα αποσυντίθετο σε λίγα μόνο λεπτά, καθιστώντας αδύνατο το σχηματισμό ατόμων. Σε αυτό το φανταστικό σενάριο, το σύμπαν θα έμενε με μια θάλασσα ελεύθερα αιωρούμενων νετρονίων.
Όπως προτείνουν οι ερευνητές, ίσως αυτό το φανταστικό σπασμένο σύμπαν να είναι μια πραγματικότητα στον «σκοτεινό καθρέφτη» του σύμπαντός μας. Ένας ειδικός συνδυασμός φυσικής οδήγησε στο να έχει ένα πρωτόνιο περίπου την ίδια μάζα με ένα νετρόνιο. Ίσως στον καθρέφτη σκοτεινής ύλης, αυτός ο συνδυασμός εξελίχθηκε διαφορετικά, προκαλώντας το «σκοτεινό πρωτόνιο» να εξατμιστεί και να αφήσει πίσω του μια θάλασσα από «σκοτεινά νετρόνια» – αυτό που αναγνωρίζουμε ως σκοτεινή ύλη.
Ενώ αυτό το προτεινόμενο μοντέλο καθρέφτη επιτρέπει τη δυνατότητα πλούσιων αλληλεπιδράσεων μεταξύ των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης, δεν μπορεί να υπάρχει υπερβολική αλληλεπίδραση, σημείωσαν οι ερευνητές. Αν η σκοτεινή ύλη αλληλεπιδρά πολύ με τον εαυτό της, θα είχε την τάση να συσσωρεύεται πολύ περισσότερο από ό,τι πιστεύουν οι επιστήμονες ότι συμβαίνει. Έτσι, το μεγαλύτερο μέρος της σκοτεινής ύλης πρέπει να είναι σχετικά απλό.
Αυτές οι πρόσθετες αλληλεπιδράσεις, οι οποίες θα είναι ένας σκοτεινός καθρέφτης του χημικού μας κόσμου, μπορεί να επιτρέψουν στους μελλοντικούς επιστήμονες να ελέγξουν αυτή τη θεωρία. Στο πρώιμο σύμπαν, η κανονική ύλη υπέστη πυρηνοσύνθεση, όταν τα πρώτα στοιχεία σχηματίστηκαν σε ένα πυρηνικό πλάσμα. Αν αυτή η νέα ιδέα είναι σωστή, τότε μια κατοπτρική πυρηνοσύνθεση συνέβη και στη σκοτεινή ύλη. Σε εκείνες τις χαοτικές πρώτες ημέρες, μπορεί να άνοιξαν κανάλια μεταξύ των δύο κόσμων, επιτρέποντάς τους να αλληλοεπηρεάζονται.
Μετρώντας προσεκτικά τον ρυθμό σχηματισμού των στοιχείων, οι επιστήμονες ίσως μπορέσουν να βρουν στοιχεία για ένα από αυτά τα κανάλια και να ρίξουν μια ματιά στον καθρέφτη του σκοτεινού σύμπαντος.
