Perkara gelap, barang-barang yang dihipotesiskan untuk membentuk seperempat alam semesta namun nampaknya tidak berinteraksi dengan cahaya sama sekali, boleh dikenakan caj elektrik kecil, menurut satu kajian baru.
Setakat ini, perkara gelap telah menjadikan kehadirannya hanya diketahui melalui graviti, dengan menarik bintang dan galaksi. Tetapi sekarang, astrofizik Julian Muñoz dan Abraham Loeb dari Universiti Harvard mencadangkan bahawa sebahagian kecil zarah-zarah gelap boleh mempunyai cas elektrik kecil - yang bermaksud perkara gelap boleh berinteraksi dengan perkara biasa melalui daya elektromagnet.
Jika benar, idea ini bukan sahaja mewakili satu langkah besar dalam memahami perkara gelap tetapi juga akan menerangkan misteri baru-baru ini yang telah membingungkan kosmologi.
Penyejukan yang ingin tahu
Pada bulan Februari, astronom mengumumkan pengesanan pertama isyarat sukar difahami daripada gas hidrogen dari fajar kosmik, tempoh kira-kira 180 juta tahun selepas Big Bang apabila bintang pertama mula bersinar. Pada masa ini, gas hidrogen yang terapung di antara bintang adalah sejuk - sejuk daripada latar belakang mikrob kosmik, radiasi sisa dari Big Bang yang mandi di alam semesta.
Kerana hidrogen adalah lebih sejuk daripada afterglow ini, gas menyerap radiasi - khususnya radiasi dengan panjang gelombang 21 centimeter (8.3 inci). Dengan mengukur penyerapan radiasi oleh hidrogen, ahli astronomi dapat lebih memahami fajar kosmik, era sejarah kosmik yang agak tidak diketahui. Menggunakan antena radio di Australia Barat yang dikenali sebagai Eksperimen untuk Mengesan Global Signature Reionization Signature (EDGES), satu pasukan ahli astronomi dapat mengesan penyerapan ini untuk kali pertama.
"Inilah, penemuan ilmiah yang menakjubkan," kata Muñoz kepada Live Science. Tetapi lebih daripada itu, beliau menambah, para astronom mendapati bahawa dua kali lebih banyak foton diserap oleh hidrogen daripada yang diharapkan. Bagi gas untuk menyerap radiasi yang begitu banyak, ia perlu lebih sejuk daripada ahli sains.
Muñoz dan Loeb mencadangkan bahawa perkara gelap mungkin menjadi penyebab penyejukan ingin tahu. Dalam makalah yang diterbitkan pada 30 Mei di jurnal Nature, mereka mendapati bahawa jika kurang daripada 1 peratus daripada benda gelap mempunyai kira-kira sejuta daripada tuduhan elektrik elektron, maka perkara yang sukar difahami ini boleh menarik haba daripada hidrogen - sama seperti ais kios sejuk limau anda. "Ais, di sini, adalah perkara gelap," kata Muñoz.
Idea mereka tidak sepenuhnya baru. Beberapa dekad yang lalu, ahli fizik mencadangkan bahawa zarah-zarah gelap boleh dikenakan caj elektrik.
Dan bukan satu-satunya penjelasan untuk penyejukan ini. Dalam kertas jurnal 1 Mac di jurnal Nature, Rennan Barkana, ahli kosmologi di Tel Aviv University di Israel, mencadangkan bahawa bentuk gelap yang lebih umum, yang tidak semestinya mempunyai pertuduhan, boleh menyejukkan perkara biasa dan menjelaskan data EDGES .
Kedua-dua cadangan gelap itu membuat ramalan serupa, kata Barkana, yang tidak terlibat dalam kajian semasa.
"Ini adalah masa untuk optimis berhati-hati dan menjaga minda terbuka, mengenai kedua-dua pemerhatian radio dan tafsiran," Barkana memberitahu Live Science.
Berpuluh-puluh idea
Matlamat gelap adalah hanya satu daripada berpuluh-puluh idea yang dicadangkan untuk menjelaskan anomali. Sebagai contoh, bukan gas yang menjadi sejuk, radiasi latar belakang mungkin lebih panas daripada yang dijangkakan, dengan beberapa proses eksotik menghasilkan lebih banyak radiasi yang masih belum dapat dipertimbangkan. Atau, hanya ada kesalahan dalam analisis atau pengukuran.
Memang, pemerhatian EDGES adalah yang pertama seumpamanya, dan walaupun pasukan menghabiskan masa dua tahun memeriksa dan menyemak semula analisis, penyelidik memerlukan lebih banyak data untuk mengesahkan keputusan yang membingungkan.
"Sekiranya EDGES betul, saya tidak fikir ada penjelasan konvensional yang menarik," kata Steven Furlanetto, ahli astrofizik di University of California, Los Angeles, yang tidak terlibat dalam kajian itu. "Anda benar-benar perlu pergi ke salah satu senario fizik tidak standard, dan dalam kes itu, saya fikir ia terbuka lebar."
Walau bagaimanapun, Muñoz adalah sebahagian daripada penjelasan perkara gelap. "Jika EDGES memang betul, nampaknya sangat sukar untuk ini tidak menjadi hasil dari masalah gelap," katanya.
Beberapa instrumen di seluruh dunia sudah bersedia untuk membuat pemerhatian lebih terperinci. Tidak seperti EDGES, sesetengah eksperimen, seperti teleskop radio di Afrika Selatan yang dinamakan Hydrogen Epoch of Reionization Array, dapat mengukur bagaimana penyerapannya berbeza di seluruh langit. Sekiranya sebahagian kecil daripada bahan gelap dikenakan elektrik seperti yang Muñoz dan Loeb katakan, maka ia akan menghasilkan corak yang berbeza dalam variasi ini - memberikan ujian utama untuk perkara gelap yang dikenakan elektrik.
