Pakar fizik telah lama berusaha untuk membongkar perkara gelap dan mendapatkan pandangan sebenar pada bahan misteri yang membentuk satu perempat daripada alam semesta. Satu idea untuk apa yang bersembunyi di bawah jubah yang tidak dapat dilihat? Ramai zarah-zarah kabur kecil yang berkelakuan seperti zarah raksasa.
Tetapi pemburu yang paling terkini untuk zarah-zarah kabur, yang diterbitkan pada 28 Februari di Jurnal Kosmologi dan Fizik Astroparticle, telah datang dengan tangan kosong.
Keputusan menunjukkan bahawa jika bahan gelap benar-benar terbuat dari zarah-zarah miniscule ini, ia adalah sukar difahami kerana namanya mencadangkan, dan hampir tidak berinteraksi dengan perkara biasa.
Jantung kegelapan
Matlamat gelap adalah salah satu daripada rahsia terbaik semesta. Barang-barang ini tidak berinteraksi dengan cahaya, namun menimbulkan tarikan graviti pada perkara lain. Walaupun ia membentuk sekitar seperempat jisim dan tenaga di alam semesta, para saintis tidak sepatutnya dapat menemuinya, atau memikirkan apa yang dibuatnya.
Ramai saintis membuat spekulasi bahawa perkara gelap boleh terdiri daripada lemah berinteraksi zarah besar-besaran, WIMPs. Tetapi teori-teori WIMP datang pendek dalam beberapa cara. Sebagai contoh, zarah-zarah ini perlu menyebabkan struktur kecil di dalam galaksi yang tidak dilihat oleh para astronom. Jadi sebaliknya, beberapa saintis mencari arah lain untuk perkara gelap - untuk zarah ultralight.
Walaupun ada banyak idea tentang perkara gelap, namun tiada seorangpun yang mempunyai banyak bukti sokongan, kata Sergey Troitsky, penulis bersama kertas dan penyelidik di Institut Penyelidikan Nuklear di Akademi Sains Rusia. "Oleh itu, seseorang perlu mempertimbangkan, mengkaji dan mengecualikan semua kemungkinan satu demi satu."
Beberapa teori ultralight, yang juga dikenali sebagai perkara yang kabur, gelap, mencadangkan zarah yang sekitar 10 ^ 28 kali lebih ringan daripada elektron. Perkara gelap "kabur" ini dinamakan begitu kerana jisimnya yang rendah bermakna ia bertindak lebih seperti zarah parut dengan kabur sempadan daripada gelombang. Penyelidikan baru menguji cara untuk mencari jenis zarah ini dalam cahaya dari galaksi aktif.
Oleh kerana benda gelap membentuk sebahagian besar alam semesta, jika ia terbuat dari zarah ultralight, mesti ada banyaknya. Begitu banyak, sebenarnya, mereka akan wujud dalam keadaan yang unik, seperti padang atau kondensat Bose-Einstein - keadaan di mana zarah, sering pada suhu ultra-sejuk, bergumpal bersama dan bertindak secara kohesi sebagai satu. Walaupun zarah materi gelap individu tidak berinteraksi dengan cahaya - itulah sebabnya saintis telah berjuang untuk mencari mereka - pada skala besar, bidang itu akan mempunyai kesan ketara pada polarisasi, atau orientasi, cahaya kerana ia melayang melalui ruang angkasa. Ini akan berlaku kerana ketumpatan medan secara kerap berayun, akibatnya mengubah cara cahaya melalui rantau ini.
Teori ini mencadangkan bahawa kesan ini dapat dilihat di rantau gelap gelap sekurang-kurangnya 325 tahun cahaya. Kadar ayunan medan bergantung secara langsung kepada jisim zarah-zarah perkara ultralight gelap, jadi dengan melihat kesan ini saintis berharap mereka boleh mengukur jisim perkara gelap.
Untuk mencari perubahan dalam cahaya polarisasi kerana bidang gelap gelap, saintis melihat data arkib dari Array Baseline Sangat Panjang, sebuah teleskop radio yang terdiri daripada teleskop 10 (82 kaki) (25 meter) yang dikendalikan dari Socorro, New Mexico. Mereka berfokus pada cahaya dari hati 30 galaksi, yang memuntahkan sejumlah besar bahan dalam jet yang dapat meregangkan beratus-ratus tahun cahaya. Cahaya dari galaksi-galaksi ini sangat terpolarisasi dan telah dipelajari dengan baik, data arkib jangka panjang mengenai mereka sudah sedia.
"Kami sering menggunakan data astrofizikal dari kertas yang diterbitkan atau pangkalan data yang tersedia untuk mengekang sifat zarah asas," kata Troitsky kepada Live Science. "Tetapi kali ini kami menghubungi rakan-rakan radio astronomi kami dan mereka menggali data mereka sendiri, dengan berhati-hati memilih siri pemerhatian hanya untuk tugas kami."
Menganalisis dua dekad data, saintis mendapati banyak ayunan, tetapi bukan jenis yang mereka cari. Nukleus galaktik aktif sering nadi tanpa kekerapan biasa. Tetapi ayunan dari benda gelap ultralight semuanya akan berlaku dengan masa yang sama antara ayunan.
Pada akhirnya, saintis tidak melihat tanda-tanda gelap gelap, sekurang-kurangnya pada jenis massa yang dapat menjelaskan kekurangan struktur kecil yang terdapat di web galaksi. Walau bagaimanapun, itu tidak bermakna mereka benar-benar tidak wujud.
"Tidak ada jaminan bahawa zarah gelap ada mana-mana interaksi dengan dunia yang dilihat selain graviti, "kata Troitsky." Sangat sukar untuk menemui zarah seperti ini dengan beberapa jisim dan tidak ada interaksi lain, walaupun itu adalah salah satu pilihan paling mudah untuk menerangkan perkara gelap. "
Walaupun penyelidikan baru mungkin membuat masalah gelap ultralight konvensional tidak mungkin, penyelidik tidak bersedia untuk memerintahnya.
"Satu-satunya perkara yang kita tahu pasti mengenai perkara gelap adalah bahawa ia terletak di luar fizik zarah yang diketahui," kata Rennan Barkana, seorang ahli astronomi di Tel Aviv University di Israel, yang tidak terlibat dengan kajian itu. "Jadi, sehingga kita mempunyai bukti pemerhatian yang meyakinkan mengenai sifat bahan gelap, kita harus berhati-hati tentang ramalan dan spekulasi ... dan menjaga fikiran terbuka."
