Ku është pjesa tjetër e universit?

Shkencëtarët që përpiqen të krijojnë një inventar të detajuar të të gjithë materies dhe energjisë në kozmos, në mënyrë të vazhdueshme ndeshin një problem shumë të çuditshëm e që të bën kurioz - pjesa dërrmuese e tij mungon.

"Unë e quaj ana e errët e universit", thotë Majkëll Tërnër, një kozmolog në Universitetin e Çikagos, duke iu referuar mistereve të mëdha të materies së zezë dhe të energjisë së zezë.

Në fakt, vetëm 4 përqind e materies dhe energjisë në univers është arritur të gjendet. 96 përqindëshi tjetër mbetet i pakapshëm. Megjithatë, shkencëtarët janë duke kërkuar në qoshet më të largëta të hapësirës si dhe në thellësitë më të mëdha të Tokës, për të zgjidhur këto dy enigma të "zeza".

Materia e munguar

Ekuacioni i famshëm i Ajnshtainit, "E=mc2" përshkruan energjinë dhe materien (ose masën) si gjë të vetme e të pandarë - ndërsa hartat e kozmosit i referohen kombinimit energji-materia, për shkurt, si dendësi energjetike. Problemi me zbulimin e materies së zezë, që mendohet të zërë 22 përqind të universit dhe "tortës" së tij mas/energji, është se drita nuk ndërvepron me të.

Por, ajo gjithësesi shfaq tërheqjen e gravitetit. Provat më të hershme të kësaj materie misterioze u zbuluan 75 vjet më parë, kur disa astrofizikanë vërejtën një anomali në një grumbull galaksish: Tufëza galaktike kishte disa qindra herë më shumë tërheqje gravitacionale nga sa duhej të kishte, duke ia kaluar shumë në peshë masës së vet të dukshme të yjeve.

"Ne mund të parashikojmë lëvizjet e diellit dhe të planetëve në mënyrë shumë të saktë, por në rastet kur nisim e bëjmë matje me gjërat që janë në distanca të largëta, fillojmë të shohim anomali të ndryshme", thotë Skot Dodelson, një astrofizikan në Laboratorin Kombëtar Fermi në Illinois. "Materia e zezë është sot për sot zgjidhja më e mirë e mundshme, megjithëse ne asnjëherë nuk kemi parë as edhe ndonjë shenjë apo copëz të saj".

Një tjetër shenjë dalluese e materies së zezë është kristalëzimi gravitacional, një efekt i ngjashëm me atë kur drita përshkon një copë xhami të pastër. Objekte masivë si dielli janë në gjendje të përthyejnë dritën, por re kolosale të materies së zezë krijojnë "fluska" në kozmos, të cilat e zmadfhojnë, shtrembërojnë apo duplikojnë dritën e galaksive apo të yjeve që ndodhen prapa tyre.

Kristalëzimi gravitacional shfaqi kohët e fundit prova të masës së paparë në grumbullin e galaksive Bullet, si dhe në një unazë përreth një grupi galaksish në përplasje të quajtur ZëCl0024+1652.

Gjuetia e grimcave

Pavarësisht provave fantazmë, copëza të materies së zezë ende nuk janë mbërthyer prej studiuesve dhe shkencëtarëve.

"Deri kur të kemi zbuluar në mënyrë faktike grimcat, ende nuk kemi bërë asgjë", thotë Dodelson. Fizikanët që merren me grimcat kanë zbuluar neutrinot, të cilat janë grimca jashtëzakonisht shumë të lehta që dalin nga Dielli dhe që vështirë se ndërveprojnë me materien e zakonshme, por Tërnër thotë se atio përbëjnë një pjesë shumë, shumë të vogël të materies së zezë në univers. "ne kemi arrestuar një prej anëtarëve të bandës, por jo liderin e bandës", thotë figurativisht Tërnër kur flet për neutrinot.

Ai mendon se lideri është në fakt një grimcë masive që ka ndërveprim të dobët (GMND). Fatkeqësisht, GMND-të janë vetëm një teori deri tani.

Mendimi më i përhapur mes shkencëtarëve të fushës është se GMND-të janë shumë të rëndë, e megjithatë ashtu si neutrinot ata rrallë herë ndeshin në materien për të prodhuar një sinjal të dallueshëm.

Por ideja është që GMND-të - ashtu si aksioni teorik apo grimcat neutralino - mund të ndodhë që të përplaset me materien, u jep gjithësesi shpresë shkencëtarëve.

"Kjo është një hsitori që shumë shpejt mund të shohë fundin e saj", thotë Tërnër, duke theksuar se Kërkimet për Materien e Zezë Kriogjenike në një minierë në Soudan të Minesotës si dhe eksperimente të tjerë nëntokësorë duhet të kenë ndjeshmërinë e mjaftueshme për të dalluar një GMND.

Antigraviteti

Ndoshta misteri më i madh nga të gjithë është kushëriri i madh i materies së zezë, energjia e zezë. Forca e padukshme mendohet që të jetë një "antigravitet" në shkallë të madhe, i cili shtyn larg njëra tjetrës grumbujt galaktikë dhe shkakton ekspansionin e pashpjegueshëm dhe të përshepjtuar të universit.

Tërnër mendon se energjia e zezë është misteri më i madh nga të gjithë - dhe nëkuptimin e drejtpërdrejtë të fjalës, përderisa shumë fizikanë deklarojnë se ai përbën 74 përqind të dendësisë energjetike në univers. "Deri tani, arritja më e madhe me energjinë e zezë ka qenë fakti që i është dhënë një emër", thotë Tërnër në lidhje me këtë forcë bishtnuese. "Jemi në të vërtetë vetëm në fillimin e kësaj enigme".

Tërnër e përshkruan energjinë e zezë si "gjë vërtetë e çuditshme", më së miri e menduar si një gravitet elastik e kundërshtues që nuk mund të ndahet në grimca tëmëtejshme. "Ne e dimë se çfarë bën, por nuk e dimë se çfarë është", thotë Tërnër.

Ndërkohë që astrofizikanët shohin thellë në hapësirë për të grumbulluar më shumë detaje në lidhje me efektet e energjisë së zezë, Tërner vëren se fizikanët teoricienë janë duke u fokusuar në shpjegimin e mënyrës se si punon praktikisht kjo forcë.

Dhe në këtë pikë, thotë me shaka ai, çdo lloj shpjegimi i fizikanëve për energjinë e zezë me siguri është mjaftueshmërisht i mirë për t'u shqyrtuar. "Ne jemi në një fazë hsumë të hershme, në skenën ekrimit të ekzistencës së energjisë së zezë", thotë. "Eshtë një periudhë me kreativitet të lartë, dhe tani ka ardhur koha për idetë".