Tamna tvar u dva stanja: revolucija u potrazi za nevidljivim

Fizičari iz Fermilaba i Sveučilišta u Chicagu objavili su studiju u Journal of Cosmology and Astroparticle Physics koja predlaže radikalno novo objašnjenje za jednu od najvećih tajni moderne kozmologije: gama-zračenje iz središta Mliječnoga puta. Prema istraživanju, višak gama-fotona koje je Fermi Gamma-ray Space Telescope detektirao još 2009. godine možda nije rezultat pulsara, već tamne tvari – ali ne u jednom, već u dva različita stanja.

Klasični modeli pretpostavljaju da tamna tvar postoji kao jedinstvena čestica koja bi trebala emitirati uočljive signale u svim galaksijama, uključujući patuljaste galaksije bogate tamnom tvari. Nova studija, međutim, predlaže da tamna tvar možda dolazi u dva oblika: jedan koji se može detektirati u gustim središtima galaksija poput Mliječnoga puta, i drugi koji ostaje neprimjetan u patuljastim galaksijama. Gordan Krnjaic, teorijski fizičar iz Fermilaba i jedan od autora studije, objašnjava: „Trenutno vidimo višak fotona iz približno sferične regije oko diska Mliječnoga puta. Ako su određene teorije o tamnoj tvari točne, trebali bismo je vidjeti u svakoj galaksiji – primjerice u svakoj patuljastoj galaksiji.“

Ova hipoteza mogla bi preokrenuti dugogodišnju strategiju potrage za tamnom tvari. Umjesto da se nedostatak signala u patuljastim galaksijama interpretira kao dokaz protiv tamne tvari, studija sugerira da bi to mogao biti pokazatelj njene složenije prirode. Ako se potvrdi, otkriće bi moglo objasniti zašto su dosadašnji eksperimenti u podzemnim laboratorijima poput XENON-a ili LUX-a ostali bez rezultata: možda tražimo pogrešnu vrstu signala.

Kritična točka istraživanja leži u razlici između astrofizičkog pozadinskog šuma i potencijalnih signala tamne tvari. Patuljaste galaksije, iako bogate tamnom tvari, imaju tako nizak astrofizički šum da bi trebale biti idealne za detekciju „čistih“ signala. No, upravo njihov nedostatak signala sada postaje ključan dokaz za novu teoriju. To ne znači da tamna tvar ne postoji, već da naše pretpostavke o njenom ponašanju možda nisu dovoljno fleksibilne.

Potraga za tamnom tvari dugogodišnji je izazov za znanstvenike. Nova studija iz Fermilaba i Sveučilišta u Chicagu nudi novu nadu u otkrivanju ove mistične tvari. Ako se potvrdi nova teorija, to bi moglo biti veliki korak naprijed u razumijevanju naše svemirske okoline.