Dacă lumea materiei întunecate ar fi o oglindă a noastră, doar cu un set de reguli încălcate? Asta ar putea explica de ce materia întunecată pare a fi atât de abundentă, dar invizibilă, sugerează o nouă teorie.
Materie întunecată este substanța misterioasă, necunoscută, care pare să alcătuiască cea mai mare parte a masei din univers; pentru fiecare 2 lire (1 kilogram) de materie obișnuită, există aproximativ 10 lire (5 kg) de materie întunecată. Nu interacționează cu lumina sau cu materia normală. Singurul mod în care oamenii de știință îl pot detecta este prin influența gravitațională subtilă asupra materiei normale, cum ar fi mișcările stelelor din galaxii și creșterea structurilor super-mari în timpul cosmic.
Ar putea fi ușor să credem că, deoarece materia și materia întunecată funcționează cu reguli diferite, una ar fi total dominantă asupra celeilalte. Dar, în ciuda proprietăților extrem de diferite, cantitățile de materie normală și materie întunecată se află încă în același stagiu. Pare o coincidență ciudată. Pentru a explica acest lucru, oamenii de știință au propus că ar putea exista un fel de legătură ascunsă între ei. Ei și-au publicat cercetările 22 ianuarie pe jurnalul de preprint arXiv.
Cercetătorii au postulat că pentru fiecare interacțiune fizică în materia normală, există o oglindă a acesteia în lumea materiei întunecate. Acesta ar fi un nou tip de simetrie în natură, care conectează lumea normală și cea a materiei întunecate, au spus cercetătorii.
Această simetrie ar ajuta la explicarea de ce materia întunecată și materia obișnuită au aproximativ aceeași abundență.
În lucrare, cercetătorii subliniază o altă coincidență ciudată. În fizica materiei normale, un neutron și un proton au aproape exact aceeași masă, ceea ce le permite să se lege împreună și să formeze atomi stabili. Dacă un proton ar fi doar puțin mai greu, ar fi total instabil și s-ar descompune în doar câteva minute, făcând imposibilă formarea atomilor. În acest scenariu imaginar, universul ar rămâne cu o mare de neutroni care plutesc liber.
Poate, sugerează cercetătorii, acest cosmos imaginar, spart, poate fi o realitate în versiunea în oglindă a materiei întunecate a universului nostru. O combinație specială de fizică a condus la un proton având aproximativ aceeași masă ca un neutron; probabil, în oglinda materiei întunecate, acea combinație de fizică a jucat diferit, făcând ca „protonul întunecat” să se evapore și să lase în urmă o mare de „neutroni întunecați” – ceea ce noi identificăm ca materie întunecată.
În timp ce acest model de oglindă propus permite posibilitatea unor interacțiuni bogate între particulele de materie întunecată – atomi întunecați, chimie întunecată și un tabel periodic întunecat al elementelor întunecate — nu poate exista prea multă interacțiune, au remarcat cercetătorii. Dacă materia întunecată interacționează mult cu ea însăși, ar tinde să se aglomereze mult mai mult decât cred oamenii de știință că o face. Deci, cea mai mare parte a materiei întunecate trebuie să fie relativ simplă – o mare de particule neutre, care plutesc liber.
Aceste interacțiuni suplimentare, care ar fi o oglindă întunecată a lumii noastre chimice, ar putea permite viitorilor oameni de știință să testeze această teorie. În universul timpuriu, materia normală a suferit nucleosinteză, când primele elemente s-au format într-o plasmă nucleară. Dacă această nouă idee este corectă, atunci a existat o nucleosinteză în oglindă care are loc și în materia întunecată. În acele zile de început haotice, s-ar fi putut deschide canale între cele două lumi, permițându-le să se afecteze reciproc.
Măsurând cu atenție rata de formare a elementelor – lucru pe care următoarea generație de observatoare cosmologice speră să îl facă – oamenii de știință ar putea fi capabili să găsească dovezi pentru unul dintre aceste canale și să obțină o privire în universul întunecat în oglindă.