Superszybkie ochłodzenie widzialnej materii Wszechświata i nieoczekiwanie wczesne formowanie się gwiazd i galaktyk można wytłumaczyć faktem, że ciemna materia ma bardzo słaby, ale nie zerowy ładunek elektryczny, twierdzą astronomowie w artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature.
„Odkryliśmy, że cząstki ciemnej materii mogą mieć niewielki ładunek elektryczny, około milion razy mniejszy niż elektron. Tak małego ładunku nie można wykryć za pomocą LHC ani innych akceleratorów cząstek. Z drugiej strony sygnały radiowe przechwycone przez naszych kolegów podczas obserwacji młodego wszechświata sugerują, że mogą one istnieć”- powiedział Abraham Loeb z Uniwersytetu Harvarda (USA).
Pod koniec lutego astronomowie ogłosili zaskakujące odkrycie - udało im się ustalić ślady gwiazd, które istniały we Wszechświecie około 180 milionów lat po Wielkim Wybuchu.
To odkrycie wywołało zaciekłą debatę wśród kosmologów i astrofizyków. Faktem jest, że współczesne teorie opisujące pojawienie się Wszechświata nie pozwalają na tak wczesne narodziny gwiazd - 200 milionów lat temu Wszechświat był zbyt gorący, aby mogła powstać wystarczająca liczba cząsteczek wodoru, z których mogły uformować się gęste chmury gazu i luminarzy.
W rzeczywistości, zgodnie z obserwacjami z Hubble'a, temperatura Wszechświata w tamtym czasie była około dwa razy niższa niż przewidywała teoria. Dlatego gwiazdy mogły powstać niemal natychmiast po narodzinach Wszechświata i uczynić jego granice przezroczystymi w rekordowym czasie. Dlaczego tak jest, naukowcy jeszcze nie wiedzą, a niektórzy z nich wątpią w wyniki tych pomiarów.
Loeb i jego kolega Julian Munoz znaleźli wyjaśnienie tej anomalii. Sugerowali, że ciemna materia w odległej przeszłości zachowywała się inaczej niż dzisiaj: niektóre jej atomy mogą przypominać jony zwykłej materii i mieć częściowy ładunek dodatni lub ujemny.
W tym przypadku, zgodnie z obliczeniami kosmologów, współczesna ciemna materia będzie zachowywała się mniej więcej tak samo, jak pokazują obserwacje pobliskich galaktyk, ale w zupełnie inny sposób wpływać na materię w pierwszych dniach życia Wszechświata.
Nawet jeśli ładunek ciemnej materii jest dość mały, interakcje elektryczne z protonami, elektronami i innymi cząstkami, które istniały przed narodzinami gwiazd, powinny bardzo je spowolnić. W rezultacie Wszechświat powinien ostygnąć znacznie szybciej, niż przewidują klasyczne teorie kosmologiczne.
Film promocyjny:
Loeb zauważa, że proces tej interakcji pozostawił szczególne ślady w emisji radiowej pierwszych gwiazd, zarejestrowanej przez astronomów z projektu EDGES, oraz w mikrofalowym echu Wielkiego Wybuchu.
Autorzy mają nadzieję, że poszukiwanie tych wibracji za pomocą nowej generacji radioteleskopów pomoże zrozumieć, czy naprawdę można naładować ciemną materię. Wyniki albo wskażą na istnienie „nowej fizyki”, albo spowodują powrót kosmologów do standardowego modelu Wielkiego Wybuchu.