Hát az meg hogy lehetséges?! – kaphatja fel a fejét joggal az olvasó. – Nem úgy van, hogy a világegyetem – a világmindenség – tartalmaz minden fizikai létező dolgot? És ha a világegyetem kora véges – hisz jól tudjuk, hogy 13,8 milliárd évvel ezelőtt az ősrobbanással vette kezdetét – akkor semmilyen fizikai entitás nem lehet idősebb nála?

Nos, hosszú ideig így gondolták a fizikusok is. Ám az utóbbi évtizedben egyre több kozmológus szerint számos közvetett bizonyíték támasztja alá a multiverzum-hipotézist. Ennek értelmében a mi világegyetemünk egy csupán a sok, talán végtelen számú párhuzamos univerzum közül, amely az egymásból fürtszerűen előbukkanó és felfúvódó világegyetemek láncolatának, vagy más hasonlattal a téridő-buborékok habjának csak egyetlen eleme. Ha ez igaz, akkor a mi világegyetemünk mégsem a világmindenség, és akár örökölhetett is dolgokat a szülőuniverzumától.

Erre talált most közvetett, matematikai bizonyítékot Tommi Tenkanen asztrofizikus, az Amerikai Egyesült Államokbeli Johns Hopkins Egyetem posztdoktori kutatója.

A rejtélyes sötét anyag, amely csak gravitációs hatása révén, közvetetten nyilvánul meg előttünk, az asztrofizikusok számításai szerint a világegyetem anyagának 80%-át teszi ki. Ennek az anyagnak a mibenléte és részletes tulajdonságai a modern fizika legfontosabb megválaszolatlan kérdései. Tenkannen számításainak eredménye csak tovább fokozza a rejtélyt, eszerint ugyanis ez az anyag már az ősrobbanás előtt is létezhetett.

„A vizsgálatom új kapcsolatot tárt fel a részecskefizika és a csillagászat között. Ha a sötét anyag olyan újfajta részecskékből áll, amelyek már az ősrobbanás előtt is léteztek, akkor ennek sajátos nyomot kell hagynia a galaxisok égbolton megfigyelhető eloszlásában. Ez a kapcsolat feltárhatja a sötétanyag-részecskék mibenlétét, és az ősrobbanást megelőző időszakra vonatkozó következtetések is levonhatóak lehetnek belőle” – magyarázza Tenkanen.

Annak ellenére, hogy alig tudunk valamit az eredetéről, a kozmológusok kimutatták, hogy a sötét anyag fizikai tulajdonságai kulcsszerepet játszottak a galaxisok és galaxishalmazok keletkezésében. Így, bár közvetlenül nem látjuk, a kutatók a világegyetem látható anyagának mozgásai és eloszlása alapján teljesen bizonyosak a létezésében. Sokáig azt képzelték, hogy a sötét anyag az ősrobbanás valamiféle maradványa lehet, ám az összes ilyen irányú keresési kísérlet eredménytelen maradt. „Ha a sötét anyag az ősrobbanás után maradt volna vissza, akkor annak nyomát a fizikusoknak már meg kellett volna találniuk a részecskefizikai kísérletekben” – húzza alá Tenkanen.

Tenkanen egy egyszerű új matematikai módszerrel mutatta ki, hogy a sötét anyag az ősrobbanás előtti kozmikus felfúvódás korszakában jöhetett létre, amikor a tér rendkívül heves táguláson ment keresztül. Ez a folyamat hatalmas mennyiségben hozott létre úgynevezett skalárrészecskéket. Egyelőre csak egy ilyen típusú részecskét ismerünk, a Higgs-bozont. „Nem tudjuk, mi alkotja a sötét anyagot, de ha köze van a skalárrészecskékhez, akkor régebbi lehet az ősrobbanásnál. Ezzel az új matematikai módszerrel nem szükséges feltételeznünk a gravitációs kölcsönhatáson túl egyéb erőket a látható és a sötét anyag között, a gravitációs kölcsönhatásáról pedig már eddig is tudtunk” – folytatja Tenkanen.

Habár az ötlet nem teljesen új, korábbi elméletek nem tudtak a sötét anyag ősrobbanás előtti eredetére vonatkozó számításokkal előállni. Az új tanulmány értelmében az ilyen eredetű sötét anyag a világegyetem anyageloszlásán is megfigyelhető nyomokat hagyhatott. A Euclid űrszonda 2022-re tervezett indítását követően a sötét anyag eredetéről is többet tudhatunk majd.

Forrás: csillagaszat.hu / releases.jhu.edu