Odkryto grawiton. Ciemna materia jest reliktem z dodatkowych wymiarów?
Kiedy dowiemy się czym tak naprawdę jest ciemna materia? Według najnowszej teorii materia ta może składać się z masywnych cząstek zwanych grawitonami, które pojawiły się w pierwszej chwili po Wielkim Wybuchu.
Grawitony, czyli hipotetyczne cząstki mogą być kosmicznymi uciekinierami z "dodatkowych" wymiarów.
"Masywne grawitony powstają w wyniku zderzeń zwykłych cząstek we wczesnym Wszechświecie. Uważano, że proces ten jest zbyt rzadki, aby masywne cząstki mogły być kandydatami na ciemną materię" - powiedział współautor badania Giacomo Cacciapaglia, fizyk z Uniwersytetu w Lyonie we Francji.
Według najnowszych obliczeń, we wczesnym Wszechświecie, mogło powstać wystarczająco dużo grawitonów, aby wyjaśnić obecność ciemnej materii.
Hipotetyczne cząstki miałyby masę mniejszą niż 1 megaeletronowolt (MeV), zatem nie więcej niż dwa razy więcej niż masa samego elektronu (masa spoczynkowa 9,109 x 10-31kg). Ten poziom masy jest znacznie poniżej skali, w której bozon Higgsa generuje masę dla zwykłej materii.
Naukowcy "odkryli" grawitony podczas szukania dowodów na istnienie dodatkowych wymiarów, które teoretycznie mogłyby istnieć obok znanych nam trzech wymiarów przestrzennych (długość, szerokość, wysokość) i czasu.
W tej teorii, gdy grawitacja rozprzestrzenia się przez dodatkowe wymiary i materializuje się w naszym wszechświecie jako masywne grawitony.
Jednak cząstki te słabo oddziaływałyby ze zwykłą materią i tylko poprzez siłę grawitacji. Jest to podobne do tego, co wiemy o ciemnej materii, która nie oddziałuje ze światłem, ale ma wpływ na grawitację. Wpływ ten m.in. uniemożliwia "rozlecenie się" galaktyk.
"Główną zaletą masywnych grawitonów jako cząstek ciemnej materii jest to, że oddziałują one tylko grawitacyjnie, dlatego mogą uciec przed próbami wykrycia ich obecności. Ze względu na ich bardzo słabe interakcje, rozpadają się tak powoli, że pozostają stabilne przez cały czas życia wszechświata. Z tego samego powodu są powoli wytwarzane podczas ekspansji wszechświata i gromadzą się tam do dziś."
Zespół badawczy odkrył, że w pierwszej pikosekundzie (trylionowa część sekundy) po Wielkim Wybuchu, powstałoby więcej grawitonów, niż sugerowały wcześniejsze teorie. Nowe spojrzenie już wystarcza, aby masywne cząstki całkowicie wyjaśniły ilość ciemnej materii, która jest we Wszechświecie.
Wyniki badań zostały opublikowane w Physical Review Letters.
