Nowa era fizyki już niedługo? Asteroidy kluczem do odkrycia ciemnej materii

W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Communications Physics astronomowie wskazują, że asteroidy bliskie Ziemi, m.in. Bennu, mogą być idealnymi obiektami do badania cząstki odpowiadającej za ciemną materię. Misja NASA OSIRIS-REx, która zebrała ogromną ilość danych na temat Bennu, dostarcza unikalnych informacji, które mogą być wykorzystane do testowania istniejących modeli fizyki.

Główny autor badania, Yu-Dai Tsai z Los Alamos National Laboratory, zauważa, że jakiekolwiek odchylenia w danych dotyczących trajektorii asteroid mogą wskazywać na luki w obecnym fizycznym modelu standardowym. W podobny sposób udało się już dokonać jednego ważnego odkrycia - poprzez anomalie w orbicie Urana przewidziano obecność Neptuna. 

Model standardowy wyjaśnia trzy z czterech znanych sił wszechświata - elektromagnetyzm oraz oddziaływanie silne i słabe, ale nie uwzględnia grawitacji. Grawitacja, zgodnie z teorią względności Einsteina, nie jest klasyczną siłą, lecz zakrzywieniem czasoprzestrzeni. To właśnie grawitacja wraz z ciemną materią stanowią największe zagadki współczesnej fizyki.

Ciemna materia to substancja, której naukowcy nie są w stanie bezpośrednio zobaczyć, ale jej istnienie jest wnioskowane na podstawie jej ogromnego wpływu grawitacyjnego na struktury galaktyk. Wiodąca hipoteza mówi, że ciemna materia może być zbudowana z cząstek zwanych ultralekkimi bozonami, które ważą na tyle mało, że ich masa stanowi mniej niż jedną miliardową masy elektronu.

Naukowcy, w tym współautor badania Sunny Vagnozzi z Uniwersytetu w Trento, wykorzystali dane z obserwacji Bennu, aby ustanowić nowe granice dotyczące możliwości istnienia tej hipotetycznej piątej siły.

Naukowcy podkreślają, że obserwacje asteroid mogą stanowić nowy sposób testowania teorii, które dotychczas koncentrowały się na bardziej ekstremalnych zjawiskach, takich jak chociażby czarne dziury. Bennu wydaje się więc doskonałym kandydatem na cel tego rodzaju badań z racji na jej bliskość względem Ziemi.

W przyszłości naukowcy planują natomiast skierować swoje obserwacje na asteroidę Apophis, która w 2029 roku przeleci w pobliżu Ziemi w odległości zaledwie 38 tys. kilometrów. Ta wyjątkowa okazja do jeszcze dokładniejszych pomiarów może przynieść ciekawe wnioski dotyczące istnienia piątej fundamentalnej siły we Wszechświecie.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!