Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι μπορούν να εξηγήσουν τη σκοτεινή ύλη με την υπόθεση ενός σωματιδίου που συνδέεται με μια πέμπτη διάσταση.
Ενώ η «παραμορφωμένη επιπλέον διάσταση» (warped extra dimension, WED) αποτελεί σήμα κατατεθέν ενός δημοφιλούς φυσικού μοντέλου που εισήχθη για πρώτη φορά το 1999, μία έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο The European Physical Journal C, είναι η πρώτη που χρησιμοποιεί συνεκτικά τη θεωρία για να εξηγήσει το μακροχρόνιο πρόβλημα της σκοτεινής ύλης στην πυρηνική φυσική.
Το σύμπαν και η σκοτεινή ύλη
Η γνώση μας για το φυσικό σύμπαν βασίζεται στην ιδέα της σκοτεινής ύλης, η οποία καταλαμβάνει τη συντριπτική πλειονότητα της ύλης στο σύμπαν.
Η σκοτεινή ύλη είναι ένα είδος «απρόβλεπτου παράγοντα» που βοηθά τους επιστήμονες να εξηγήσουν πώς λειτουργεί η βαρύτητα, επειδή πολλά χαρακτηριστικά θα διαλύονταν ή θα κατέρρεαν χωρίς έναν «παράγοντα x» σκοτεινής ύλης.
Παρ’ όλα αυτά, η σκοτεινή ύλη δεν διαταράσσει τα σωματίδια που βλέπουμε και «αισθανόμαστε», πράγμα που σημαίνει ότι πρέπει να έχει και άλλες ειδικές ιδιότητες.
«Υπάρχουν ακόμα ορισμένα ερωτήματα που δεν έχουν απάντηση εντός του καθιερωμένου μοντέλου της φυσικής», εξηγούν στην μελέτη τους οι επιστήμονεςαπό την Ισπανία και τη Γερμανία.
Το πρόβλημα της ιεραρχίας
Ένα από τα πιο σημαντικά παραδείγματα είναι το λεγόμενο πρόβλημα της ιεραρχίας, το ερώτημα γιατί το μποζόνιο Higgs είναι πολύ πιο ελαφρύ από τη χαρακτηριστική κλίμακα της βαρύτητας.
Το καθιερωμένο μοντέλο της φυσικής δεν μπορεί να εξηγήσει ορισμένα άλλα παρατηρούμενα φαινόμενα.
Ένα από τα πιο εντυπωσιακά παραδείγματα είναι η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης. Η μελέτη επιδιώκει να εξηγήσει την παρουσία της σκοτεινής ύλης χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο WED (παραμορφωμένης επιπλέον διάστασης).
«Απαιτείται μια νέα φυσική»
Οι επιστήμονες μελέτησαν τις μάζες των φερμιονίων, οι οποίες πιστεύουν ότι θα μπορούσαν να μεταφερθούν στην πέμπτη διάσταση μέσω «πυλών», δημιουργώντας κατάλοιπα σκοτεινής ύλης και «φερμιονική σκοτεινή ύλη» μέσα στην πέμπτη διάσταση.
Θα μπορούσαν τα φερμιόνια που ταξιδεύουν μεταξύ διαστάσεων να εξηγήσουν τουλάχιστον ένα μέρος της σκοτεινής ύλης την οποία οι επιστήμονες δεν έχουν καταφέρει να παρατηρήσουν μέχρι σήμερα; «Γνωρίζουμε ότι δεν υπάρχει βιώσιμος υποψήφιος (για σκοτεινή ύλη) στο καθιερωμένο μοντέλο της φυσικής», λένε οι επιστήμονες, «οπότε ήδη αυτό το γεγονός απαιτεί την παρουσία νέας φυσικής».
Ουσιαστικά, ένα βασικό κομμάτι των μαθηματικών δημιουργεί ογκώδεις μάζες φερμιονίων που εκδηλώνονται στον λεγόμενο παραμορφωμένο χώρο της πέμπτης διάστασης.
Αυτός ο θύλακας «σκοτεινού τομέα» είναι ένας πιθανός τρόπος να εξηγηθεί η τεράστια ποσότητα σκοτεινής ύλης, η οποία, μέχρι στιγμής, έχει διαφύγει τον εντοπισμό με οποιεσδήποτε παραδοσιακές μετρήσεις σχεδιασμένες για το καθιερωμένο μοντέλο της φυσικής.
Τα φερμιόνια που ωθούνται μέσω μιας πύλης σε μια παραμορφωμένη πέμπτη διάσταση θα μπορούσαν να «ενεργούν ως» σκοτεινή ύλη.
Πώς θα παρατηρούσαμε αυτό το είδος σκοτεινής ύλης για να το επαληθεύσουμε;
Μέχρι σήμερα, αυτό είναι το εμπόδιο σε πολλές διαφορετικές θεωρίες για τη σκοτεινή ύλη.
Αλλά το μόνο που θα χρειαζόταν για να ταυτοποιηθεί η φερμιονική σκοτεινή ύλη σε μια παραμορφωμένη πέμπτη διάσταση θα ήταν ο κατάλληλος τύπος ανιχνευτή βαρυτικών κυμάτων, κάτι που αυξάνεται σε διάδοση σε όλο τον κόσμο.
Πράγματι, η απάντηση στο αίνιγμα της σκοτεινής ύλης μπορεί να κρύβεται πολύ κοντά.