Scientia

În general oamenii de ştiinţă culeg informaţii despre Univers prin intermediul radiaţiei care vine din Cosmos. Dar dacă există în Univers şi material care nu emite radiaţie? Cum am putea noi şti că aşa ceva există? Cum am putea afla despre ce este vorba de fapt?

Lumina pe care o captăm este sub formă de emisii de unde radio, de radiaţii infraroşii, de lumină vizibilă, de radiaţii ultraviolete, de radiaţii X şi de radiaţii gama. Dar dacă există în Univers şi materie care nu străluceşte (radiază)? Cum am putea noi şti că ea există? Cum am putea spune în ce cantitate se găseşte? Cum aflăm ce este de fapt?

Roiul de galaxii Coma

Asemenea materie se numeşte “materie întunecată” şi astronomii cred că majoritatea materiei din Univers se găseşte sub această formă. Este materie care nu emite suficientă lumină ca să o detectăm în mod direct. Totuşi, există o varietate de moduri prin care îi putem determina prezenţa în mod indirect. Cea mai comună metodă implică faptul că materia întunecată exercită o atracţie gravitaţională asupra luminii şi asupra surselor de lumină pe care le putem vedea. Din efectele gravitaţionale suplimentare pe care le detectăm deducem câtă masă trebuie să fie prezentă acolo.

Imaginea de mai sus înfăţişează unul dintre modurile în care este făcută această estimare a masei. Fotografia conţine două imagini suprapuse ale roiului de galaxii Coma. Cu roşu sunt reprezentate radiaţiile X detectate şi înregistrate de satelitul Einstein. Cu albastru-verzui este reprezentată lumina vizibilă observată cu Palomar Sky Survey (telescoape terestre de la Caltech). Oamenii de ştiinţă au folosit aceste observaţii pentru a determina cât de mare este gravitaţia necesară pentru a ţine laolaltă masa totală conţinută în imagine. În mod surprinzător, nu este nici pe departe destulă masă (dată de materia obişnuită) în această regiune a Universului pentru a putea explica gravitaţia presupusă existentă. Explicaţia trebuie să stea în existenţa unei mase suplimentare, nedetectate. Ce ar putea fi aceasta de fapt?

Tipul de materie cu care ne întâlnim zilnic este alcătuită din atomi, care sunt formaţi la rândul lor din protoni, neutroni şi electroni. Ne referim la acest tip de materie ca fiind “barionică”¹. Materia întunecată este oare alcătuită tot din materie barionică? Sau este vorba de ceva diferit... un  alt fel de materie, una nouă, exotică, pe care am numi-o nebarionică?

Deocamdată se consideră că există ambele tipuri (barionică şi nebarionică) de materie întunecată. O parte poate fi alcătuită din materie obişnuită (barionică), care însă nu emite prea multă lumină. Obiecte astronomice precum stelele de tip pitică maro² ar aparţine acestei categorii. Alt tip de materie întunecată ar putea fi alcătuită din particule subatomice care nu ar putea fi nicidecum parte din materia “obişnuită”, cea barionică. Dacă aceste particule minuscule sunt în număr mare, ele ar putea reprezenta mare parte din materia întunecată care credem că există. Dacă este adevărat, atunci mare parte din materia din Univers există sub o formă misterioasă, pe care încă nu o putem identifica.

1. Barioni – particule subatomice cu număr barionic 1, de obicei alcătuite din 3 quarcuri (ex: protonul şi neutronul)
2. Pitică maro – tip de stea care nu are destulă masă să întreţină procesul de fuziune nucleară a hidrogenului, având aşadar luminozitate şi masă relativ reduse.

Articol tradus de Robert Blaga de pe site-ul NASA.