Taula de continguts:

És possible la vida basada en la matèria fosca?
És possible la vida basada en la matèria fosca?

Vídeo: És possible la vida basada en la matèria fosca?

Vídeo: És possible la vida basada en la matèria fosca?
Vídeo: Шумеры - падение первых городов 2024, Març
Anonim

La gran majoria de la massa del nostre Univers és invisible. I des de fa força temps, els físics intenten entendre què és aquesta massa evasiva. Si està fet de partícules, l'esperança és que el Gran Col·lisionador d'Hadrons pugui produir una partícula de matèria fosca, o el telescopi espacial veurà una eloqüent signatura de raigs gamma de col·lisions de matèria fosca. Fins ara, no hi ha res. I aquest problema fa que els físics teòrics reflexionin sobre noves idees.

Imatge
Imatge

El 2017, la reconeguda física teòrica Lisa Randall va estudiar una de les possibilitats més increïbles de la matèria fosca. Hipotètic, és clar. En lloc de tractar la matèria fosca com un tipus particular de partícula, va suposar que la matèria fosca podria estar formada per tota una família de partícules que formen estrelles fosques, galàxies fosques, planetes foscos i possiblement vida fosca. La química de l'univers fosc podria ser tan rica i variada com la nostra pròpia "química normal". Però no tot és tan senzill.

El problema de la matèria fosca

El nostre univers és un lloc sorprenent, encara que incomprensible.

Durant les últimes dècades, ens hem adonat que el 84,5% de la matèria de l'Univers no es pot veure. Donat el seu sobrenom més aviat incòmode "matèria fosca", aquesta substància es troba en un estat en què no interacciona amb la matèria "normal". Com l'energia fosca, aquestes coses són "fosques" perquè no les entenem.

Si ara hi ha un tros de matèria fosca al meu escriptori, mai no ho sabré. Un tros de matèria fosca en general, com a tal, no pot estar al meu escriptori. Caurà a través de la taula, i el terra i l'escorça terrestre es precipitaran al pou de gravetat del nucli del nostre planeta. O desapareixerà a l'espai d'una manera incomprensible. La matèria fosca interactua tan dèbilment amb qualsevol cosa que aquesta peça simplement caurà a través de la matèria ordinària, com si no existís.

A petita escala, la manifestació gravitatòria de la matèria fosca és insignificant, però a distàncies cosmològiques se sent definitivament la presència de matèria fosca: es pot observar indirectament pel seu efecte gravitatori sobre els cúmuls de galàxies i el seu efecte sobre la rotació de les galàxies. Sabem que existeix, simplement no el veiem.

I no sabem què és, només podem endevinar

La matèria ordinària, també coneguda com a matèria bariònica, interacciona mitjançant forces electromagnètiques, gravitatòries, fortes i febles. Aquestes forces transfereixen energia i donen estructura a tota la matèria. La matèria fosca, en canvi, sol ser vista com un núvol amorf de "matèria" que no pot interactuar mitjançant forces electromagnètiques, febles o fortes. Per tant, s'assumeix que la matèria fosca és "no bariònica". La matèria no bariònica només pot revelar la seva presència gravitatòriament.

Imatge
Imatge

El principal candidat a la recerca de matèria fosca és WIMP, una partícula massiva que interacciona feblement. Com suggereix el nom de WIMP, aquesta hipotètica partícula no interacciona amb la matèria normal, de manera que no és bariònica.

Els models cosmològics establerts prediuen que la matèria fosca, ja sigui en forma de WIMP o "axions", per exemple, dota el nostre Univers d'estructura i se sol anomenar de manera simplista la "cola" que manté el nostre Univers en conjunt.

Observant la rotació de les galàxies, l'astrònom Vera Rubin va notar que la major part de la matèria de les galàxies no és observable. Només un petit percentatge són visibles: estrelles, gas i pols; la resta s'amaga en un halo enorme però invisible de matèria fosca. És com si la nostra galàxia visible de matèria ordinària fos només una caputxa sobre una enorme roda de matèria fosca que s'estén molt més enllà del que podem veure.

En un article publicat recentment (2013), Randall i els seus col·legues van presentar una forma més complexa de matèria fosca. Segons ells, l'halo de matèria fosca de la nostra galàxia no consisteix només en un tipus de massa amorfa de matèria no bariònica.

"Sembla molt estrany suposar que tota la matèria fosca es compon d'un sol tipus de partícula", escriu Randall. "Un científic imparcial no hauria de permetre que la matèria fosca sigui tan diversa com la nostra matèria normal".

Un ric "univers d'ombres"?

De la mateixa manera que el nostre univers visible es regeix pel model estàndard de la física: una família de partícules ben provada (inclòs el famós bosó de Higgs) i forces, podria funcionar un model ric i variat de partícules i forces de matèria fosca en un halo galàctic fosc?

Aquesta investigació segueix la lògica d'assumir una rica varietat de física desconeguda en el sector fosc de l'univers -diguem-ne l'"univers de l'ombra"- que existeix paral·lelament al nostre i té totes les complexitats que ofereix el nostre univers visible.

Els astrofísics han suggerit anteriorment que les "estrelles fosques" -estrelles fetes de matèria fosca- poden existir al nostre antic univers fins avui. Si és així, argumenta Randall, potser es podrien formar "planetes foscos". I si hi ha una família de partícules de matèria fosca controlades per forces desplegades al sector fosc, això podria provocar l'aparició d'una química complexa? I a la vida?

Tanmateix, si hi ha vida "fosca" o "ombra" paral·lela al nostre univers, podeu oblidar que la podem detectar.

La vida a l'ombra romandrà a l'ombra

Sembla temptador utilitzar aquesta hipòtesi per explicar tots els misteris quotidians o fins i tot afirmacions paranormals que la ciència no pot discutir ni donar suport. Què passaria si els "fantasmes" o les "llums del cel" inexplicables són les travessias de criatures fosques que viuen al fons de tot?

Tot i que aquesta lògica estaria bé per a un programa de televisió o pel·lícula, aquestes criatures fosques viurien en un univers ombrívol que és completament incompatible amb la matèria ordinària. Les seves partícules i forces no tindrien cap efecte al nostre univers. Podríeu llegir aquestes línies asseguts a la soca d'un arbre en un bosc fosc, i mai no ho sabríeu.

Però com que coexistim amb aquest univers d'ombra en el mateix espai-temps -sense dimensions ni multivers innecessaris- només es pot transmetre un senyal.

Les ones gravitatòries només es van descobrir l'any 2016, i la primera detecció d'aquestes ondulacions a l'espai-temps va ser causada per la col·lisió de forats negres. Sembla molt possible que es puguin detectar ones gravitacionals al sector fosc, però només es poden detectar els esdeveniments còsmics més potents del sector fosc al nostre extrem del cable.

Amb tot, gairebé segur que mai no demostrarem l'existència de simpàtiques criatures de matèria fosca, però Randall assenyala un punt important. Quan considerem la font de la matèria fosca, hem de mirar més enllà dels nostres prejudicis; el sector fosc pot ser una família complexa de partícules i forces de matèria fosca que van més enllà del que podem imaginar.

Recomanat: