Σε μια ανακάλυψη που θα μπορούσε να ανοίξει ένα νέο παράθυρο σε ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της φυσικής, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ έχουν προβλέψει τι θα μπορούσαμε να βρούμε συντονίζοντας σε ραδιοκύματα από την αυγή του χρόνου. Η νέα τους μελέτη, με επικεφαλής τον καθηγητή Rennan Barkana της Σχολής Φυσικής και Αστρονομίας Sackler και δημοσιευμένο στο περιοδικό Αστρονομία της Φύσηςυποδηλώνει ότι η σκοτεινή ύλη σχημάτισε «πυκνές συστάδες» στο πρώιμο σύμπαν, αναγκάζοντας το αέριο υδρογόνο να εκπέμπει ένα ισχυρό, σωρευτικό ραδιοσήμα. Αυτό έχει σημασία γιατί παρέχει έναν θεωρητικό οδικό χάρτη για την ανίχνευση της σκοτεινής ύλης όχι βλέποντάς την, αλλά *ακούγοντας* τη βαθιά της επιρροή στα πρώτα άτομα του σύμπαντος, προσφέροντας έναν τρόπο μελέτης της στην παρθένα, ανέγγιχτη κατάστασή της.
Ένα παράθυρο στους κοσμικούς «σκοτεινούς αιώνες»
Τα περισσότερα από τα νέα μας για το πρώιμο σύμπαν προέρχονται από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA, το οποίο εντοπίζει το φως από τους πρώτους γαλαξίες, περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτή η νέα έρευνα, ωστόσο, ωθεί ακόμα πιο πίσω σε μια πιο μυστηριώδη και παλαιότερη εποχή: την «Κοσμικοί σκοτεινοί αιώνες». Αυτή η περίοδος, μόλις 100 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, ήταν μια περίοδος πριν σχηματιστεί ένα αστέρι. Το σύμπαν ήταν μια σκοτεινή, αόρατη σούπα από δύο βασικά συστατικά: το αέριο υδρογόνο και τη μυστηριώδη σκοτεινή ύλη που γνωρίζουμε ότι αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της ύλης στον κόσμο.
Πώς να εντοπίσετε το αόρατο
Δεν μπορείτε να δείτε απευθείας τη σκοτεινή ύλη. Λοιπόν, πώς το μελετάτε; Οι ερευνητές έκαναν προσομοιώσεις σε υπολογιστή για να βρουν την υπογραφή του. Προβλέπουν ότι κατά τη διάρκεια των σκοτεινών χρόνων, η σκοτεινή ύλη δεν ήταν ομοιόμορφα απλωμένη. Συγκεντρώθηκε σε πυκνές συστάδεςή «ψήγματα», των οποίων το μέγεθος και το σχήμα εξαρτώνται από τις άγνωστες ιδιότητες της ίδιας της σκοτεινής ύλης. Ενώ αυτές οι συστάδες είναι αόρατες, η βαρύτητα τους δεν είναι. Θα είχαν τραβήξει δυναμικά το άφθονο αέριο υδρογόνο που γέμιζε το σύμπαν. Καθώς αυτό το αέριο έπεφτε στη βαρυτική λαβή της σκοτεινής ύλης, θα είχε εκπέμψει έντονα ραδιοκύματα. Ενώ το σήμα οποιασδήποτε μεμονωμένης συστάδας είναι πολύ αχνό, η ομάδα προβλέπει ότι το «σωρευτικό αποτέλεσμα» από όλες αυτές τις συστάδες θα δημιουργούσε μια ανιχνεύσιμη «μέση ένταση ραδιοφώνου» σε ολόκληρο τον ουρανό. Η ακρόαση αυτού του σήματος θα μπορούσε να μας πει για τις συστάδες που το δημιούργησαν, και επομένως, τη φύση της ίδιας της σκοτεινής ύλης.
Υπάρχει ένα πιάσιμο, φυσικά. Δεν μπορείτε να ακούσετε αυτόν τον αρχαίο κοσμικό ραδιοφωνικό σταθμό από τη Γη. Τα συγκεκριμένα ραδιοκύματα από τους σκοτεινούς αιώνες είναι μπλοκαριστεί από την ατμόσφαιρα του πλανήτη μας. Για να συντονιστούμε, θα χρειαζόμασταν ένα ραδιοτηλεσκόπιο στο διάστημα και η καλύτερη δυνατή τοποθεσία είναι το φεγγάρι. Η σεληνιακή επιφάνεια παρέχει την τέλεια θέση ακρόασης: δεν έχει ατμόσφαιρα για να μπλοκάρει το σήμα και, εξίσου σημαντικό, προστατεύεται από τον συνεχή, εκκωφαντικό βρυχηθμό των ανθρωπογενών ραδιοφωνικών παρεμβολών από τα δικά μας κινητά τηλέφωνα, Wi-Fi και δορυφόρους. Αυτή η ιδέα, κάποτε καθαρή επιστημονική φαντασία, είναι ξαφνικά εύλογη. Ένας νέος παγκόσμιος αγώνας φεγγαριού βρίσκεται σε εξέλιξη, με τις ΗΠΑ, την Ευρώπη, την Κίνα και την Ινδία να σχεδιάζουν νέες σεληνιακές αποστολές και να αναζητούν ενεργά σημαντικούς επιστημονικούς στόχους για αυτές.
Οι «κοσμικοί σκοτεινοί αιώνες» τελικά τελείωσαν με την «κοσμική αυγή», όταν τα πρώτα αστέρια άναψαν. Το φως από αυτά τα πρώτα αστέρια είναι εντυπωσιακά ενίσχυσε το αρχικό ραδιοφωνικό σήμακαθιστώντας το πολύ πιο δυνατό. Αυτό το πιο δυνατό, μεταγενέστερο σήμα είναι αυτό που τα τεράστια νέα επίγεια τηλεσκόπια, όπως το Συστοιχία τετραγωνικών χιλιομέτρων (SKA) στην Αυστραλία, κατασκευάζονται για να βρουν.
Το SKA, μια παγκόσμια συνεργασία που περιλαμβάνει 80.000 κεραίες, θα προσπαθήσει να χαρτογραφήσει αυτό το ενισχυμένο σήμα για να καταλάβει πού ήταν τα πρώτα αστέρια και οι συστάδες της σκοτεινής ύλης. Η αντιστάθμιση είναι απλή: το σήμα της «κοσμικής αυγής» είναι πιο δυνατό, αλλά είναι επίσης «πιο δύσκολο να ερμηνευτεί», όπως σημειώνει ο καθηγητής Barkana, επειδή τα ίδια τα αστέρια προσθέτουν τον δικό τους περίπλοκο θόρυβο. Οι «κοσμικοί σκοτεινοί αιώνες», αντίθετα, είναι α “Ανεξάρτητο εργαστήριο”—το μόνο που θα υπάρξει ποτέ. Είναι η μοναδική μας ευκαιρία να μελετήσουμε τη συμπεριφορά της σκοτεινής ύλης στην αρχική της κατάσταση, προτού εκτοξευθούν τα πυροτεχνήματα του υπόλοιπου σύμπαντος και «μολύνουν» τα στοιχεία.
VIA: DataConomy.com
