Më 1930, një astronom zviceran me emrin Fritz Zwicky. Vuri re që galaktikat në një grumbullim të largët po largoheshin më shpejt nga njëra tjetra se sa duhej të largoheshin. Ai sugjeroi mandej se kjo substancë që po i largon ato është e panjohur, të cilën ai e quajti materie e errët, e të cilat mund të jenë tërhequr nga fusha e tyre gravitacionale
Që nga ajo kohë, studiuesit kanë konfirmuar që ky material misterioz mund të gjendet në tërë kozmosin, është gjashtë herë më e madhe se materia normale që i përbën si yjet dhe njerëzit. Tani, pavarësisht pranisë së madhe të materies së errët në univers, shkencëtarët ende nuk kanë arritur që t’i kenë përgjigjet për të. Më poshtë do t’i gjeni 11 pyetje pa përgjigje mbi misterin e materies së errët.
Çfarë është materia e errët?
Së pari, mund të quhet edhe çuditërisht, shkencëtarët janë të pasigurt se çfarë është saktësisht materia e errët. Fillimisht, disa shkencëtarë supozuan se masa e munguar në univers përbëhej nga yje të vegjël të zbehtë dhe me vrima të zeza, megjithëse vëzhgimet e hollësishme nuk kanë zbuluar pothuajse aq objekte të tilla për të llogaritur ndikimin e materies së errët, siç thotë fizikani Don Lincoln i Departamentit të SHBA-së. Fermilab i Energy ka shkruar më parë për Live Science, transmeton GazetaExpress. Konkurrenti kryesor aktual për mantelin e materies së errët është një grimcë hipotetike e quajtur një Grimcë e Dobët Masive Ndërvepruese, ose WIMP, e cila do të sillej disi si një neutron, përveçse do të ishte midis 10 dhe 100 herë më e rëndë se një proton, siç shkroi Lincoln. Megjithatë, ky hamendesim ka çuar vetëm në më shumë pyetje – për shembull…
A mund ta zbulojmë materien e errët?
Nëse materia e errët është bërë nga WIMP, ato duhet të jenë gjithandej rreth nesh, të padukshme dhe mezi të zbulueshme. Pra, pse nuk kemi zbuluar ende një të tillë? Ndërsa ata nuk do të ndërveprojnë shumë me materien e zakonshme, ka gjithmonë disa mundësi të vogla që një grimcë e materies së errët mund të godasë një grimcë normale si një proton ose elektron ndërsa udhëton nëpër hapësirë. Pra, studiuesit kanë ndërtuar eksperiment pas eksperimenti për të studiuar një numër të madh të grimcave të zakonshme thellë nën tokë, ku ato janë të mbrojtura nga rrezatimi ndërhyrës që mund të imitojë një përplasje të grimcave të materies së errët. Problemi? Pas dekadash kërkimesh, asnjë prej këtyre detektorëve nuk ka bërë një zbulim të besueshëm. Në fillim të këtij viti, eksperimenti kinez PandaX raportoi moszbulimin më të fundit WIMP. Duket e mundshme që grimcat e materies së errët janë shumë më të vogla se WIMP, ose u mungojnë vetitë që do t’i bënin ato të lehta për t’u studiuar, tha për Live Science në atë kohë fizikani Hai-Bo Yu i Universitetit të Kalifornisë me bazë Riverside.
A përbëhet materia e errët nga më shumë se një grimcë?
Materia e zakonshme përbëhet nga grimca të përditshme si protonet dhe elektronet, si dhe nga një si kopsht zoologjik i tërë grimcash më ekzotike si neutrinot, muonët dhe pionët. Pra, disa studiues kanë pyetur veten nëse materia e errët, e cila përbën 85 për qind të materies në univers, mund të jetë gjithashtu po aq e ndërlikuar. “Nuk ka asnjë arsye të mirë për të supozuar se e gjithë materia e errët në univers është ndërtuar nga një lloj grimce,” tha fizikani Andrey Katz i Universitetit të Harvardit për Space.com, ueb-faqen simotër të Live Science. Protonet e errëta mund të kombinohen me elektrone të errëta për të formuar atome të errëta, duke prodhuar konfigurime aq të ndryshme dhe interesante sa ato që gjenden në botën e dukshme, tha Katz. Ndërsa propozime të tilla janë imagjinuar gjithnjë e më shumë në laboratorët e fizikës, gjetja e një mënyre për t’i konfirmuar ose mohuar ato deri më tani u ka shmangur shkencëtarëve. [Kuarkë dhe muonë të çuditshëm! Grimcat më të vogla të natyrës të shpërndara]
A ekzistojnë forcat e errëta
Së bashku me grimcat shtesë të materies së errët, ekziston mundësia që materia e errët të përjetojë forca analoge me ato që ndjehen nga materia e rregullt. Disa studiues kanë kërkuar për “fotone të errëta”, të cilat do të ishin si fotonet e shkëmbyera midis grimcave normale që krijojnë forcën elektromagnetike, përveç se ato do të ndjeheshin vetëm nga grimcat e materies së errët. Fizikanët në Itali janë duke u përgatitur për të goditur një rreze elektronesh dhe antigrimcat e tyre, të njohura si pozitrone, në një diamant, siç raportoi më parë Live Science. Nëse ekzistojnë fotone të errëta, çiftet elektron-pozitron mund të asgjësojnë dhe prodhojnë një nga grimcat e çuditshme që mbartin forcën, duke hapur potencialisht një sektor krejt të ri të universit.
A mund të prodhohet materia e errët nga aksioma?
Ndërsa fizikanët gjithnjë e më shumë nuk duan të përdorin WIMP, grimcat e tjera të lëndës së errët kanë filluar të fitojnë favore. Një nga zëvendësuesit kryesorë është një grimcë hipotetike e njohur si një aksiomë, e cila do të ishte jashtëzakonisht me peshë të lehtë, ndoshta aq e vogël sa 10 e ngritur në fuqinë e 31-të e masës së një protoni. Aksiomat tani po studiohen e po bëhen eksperimente. Simulimet e fundit kompjuterike kanë rritur mundësinë që këto aksiome të mund të formojnë objekte të ngjashme me yjet, të cilat mund të prodhojnë rrezatim të zbulushëm që do të ishte mjaft i ngjashëm me fenomenet misterioze të njohura si shpërthime radiovalësh të shpejta, siç raportoi më parë Live Science.
Cilat janë vetitë e materies së errët?
Astronomët zbuluan materien e errët përmes ndërveprimeve të saj gravitacionale me lëndën e zakonshme, duke sugjeruar se kjo është mënyra kryesore për të bërë të njohur praninë e saj në univers. Por kur përpiqen të kuptojnë natyrën e vërtetë të materies së errët, studiuesit kanë shumë pak për të na treguar më shumë. Sipas disa teorive, grimcat e lëndës së errët duhet të jenë antigrimcat e tyre, që do të thotë se dy grimca të lëndës së errët do të asgjësohen me njëra-tjetrën kur të takohen. Eksperimenti i spektrometrit alfa magnetik (AMS) në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës ka kërkuar për shenjat treguese të këtij asgjësimi që nga viti 2011 dhe tashmë ka zbuluar qindra mijëra ngjarje. Shkencëtarët ende nuk janë të sigurt nëse këto vijnë nga materia e errët, dhe sinjali duhet t’i ndihmojë ata të kuptojnë saktësisht se çfarë është materia e errët.
A ekziston materia e errët në çdo galaktikë?
Për shkak se peshon më shumë se materia e zakonshme, materia e errët shpesh thuhet se është forca kontrolluese që organizon struktura të mëdha si galaktikat dhe grupimet galaktike. Pra, ishte e çuditshme kur, në fillim të këtij viti, astronomët njoftuan se kishin gjetur një galaktikë të quajtur NGC 1052-DF2 që dukej se nuk përmbante fare materie të errët. “Materia e errët me sa duket nuk është thelbësore për formimin e një galaktike,” tha Pieter van Dokkum nga Universiteti Yale për Space.com në atë kohë. Megjithatë, gjatë verës, një ekip i veçantë postoi një analizë duke sugjeruar se ekipi i van Dokkum kishte matur gabimisht distancën deri në galaktikë, që do të thotë se materia e saj e dukshme ishte shumë më e zbehtë dhe më e ndritshme së sa gjetjet e para dhe sa më e madhe ishte masa në materien e errët së sa ata kishin supozuar.
Çfarë po ndodh me rezultatet e DAMA/LIBRA?
Një mister i kahershëm në fizikën e grimcave janë rezultatet e çuditshme të një eksperimenti evropian të njohur si DAMA/LIBRA. Ky detektor – i vendosur në një minierë nëntokësore poshtë malit Gran Sasso në Itali – ka kërkuar për një lëkundje periodike në grimcat e materies së errët. Kjo lëkundje duhet të lindë ndërsa Toka lëviz në orbitën e saj rreth diellit ndërsa fluturon nëpër rrjedhën galaktike të materies së errët që rrethon sistemin tonë diellor, që ndonjëherë quhet era e materies së errët. Që nga viti 1997, DAMA/LIBRA ka pretenduar se ka parë pikërisht këtë sinjal, megjithëse asnjë eksperiment tjetër nuk ka parë diçka të tillë.
A mund të ketë një ngarkesë elektrike lënda e errët?
Një sinjal nga fillimi i kohës ka bërë që disa fizikanë të sugjerojnë se materia e errët mund të ketë një ngarkesë elektrike. Rrezatimi me një gjatësi vale prej 21 centimetrash u emetua nga yjet në fillimet e universit, vetëm 180 milionë vjet pas Big Bengut. Më pas u thith nga hidrogjeni i ftohtë që ndodhej në të njëjtën kohë. Kur ky rrezatim u zbulua në shkurt të këtij viti, nënshkrimi i tij sugjeroi se hidrogjeni ishte shumë më i ftohtë nga sa e kishin parashikuar shkencëtarët. Astrofizikani Julian Muñoz i Universitetit të Harvardit dha hipotezën së materia e errët me një ngarkesë elektrike mund të kishte tërhequr nxehtësinë nga hidrogjeni gjithëpërfshirës, si kube akulli që notojnë në limonadë, siç tha ai për Live Science në atë kohë. Por hipoteza e tij ende nuk është konfirmuar.
A munden grimcat e zakonshme të shkatërrohen nga materia e errët?
Neutronet janë grimca të rregullta të lëndës me jetëgjatësi të kufizuar. Pas rreth 14.5 minutash, një neutron i vetëm i pa ankoruar nga një atom do të shkatërrohet në një proton, një elektron dhe një neutrino. Por dy struktura të ndryshme eksperimentale japin jetëgjatësi paksa të ndryshme për këtë prishje, me mospërputhje midis tyre rreth 9 sekonda, sipas eksperimenteve të cituara në një studim të korrikut në revistën Physical Review Letters. Në fillim të këtij viti, fizikanët sugjeruan se nëse 1 për qind e kohës, disa neutrone po shkatërrohen në grimca të materies së zezë, kjo mund të jetë shkak për këtë anomali. Christopher Morris nga Laboratori Kombëtar i Los Alamos, në New Mexico, dhe ekipi i tij monitoruan neutronet për një sinjal që mund të ishte materie e errët, por nuk ishin në gjendje të zbulonin asgjë. Ata sugjeruan se skenarë të tjerë të prishjes mund të jenë ende të mundshme, sipas studimit.
A ekziston vërtet materia e errët?
Duke pasur parasysh vështirësitë me të cilat janë përballur shkencëtarët në përpjekjen për të zbuluar dhe shpjeguar lëndën e errët, një pyetës i arsyeshëm mund të pyesë veten nëse ata po e bëjnë gjithçka gabim. Për shumë vite, një pakicë e zëshme e fizikaneve kanë shtyrë idenë se ndoshta teoritë tona të gravitetit janë thjesht të pasakta dhe se forca themelore funksionon ndryshe në shkallë të mëdha nga sa presim. Të njohura shpesh si “dinamika e modifikuar e Njutonit”, ose modelet MOND, këto sugjerime parashtrojnë se nuk ka materie të errët dhe shpejtësitë ultra të shpejta me të cilat yjet dhe galaktikat shihen të rrotullohen rreth njëri-tjetrit është pasojë e sjelljes së gravitetit në mënyra befasuese. “Materia e errët është ende një model i pakonfirmuar,” shkroi fizikani Don Lincoln në një shpjegues për Live Science. Megjithatë, kundërshtarët duhet të bindin ende fushën e gjerë të ideve të tyre. Dhe provat e fundit? Gjithashtu sugjeron që materia e errët është reale. /Livescience/GazetaExpress/
