Visą šiuolaikinę kosmologiją lydi viena didžiausių paslapčių – tamsioji medžiaga. Ji nematoma, jos negalime paliesti, ji nespindi ir neatspindi šviesos, bet be jos Visata paprasčiausiai neišlaikytų savo formos. Mokslininkai tvirtina, kad didžioji dalis materijos – nematoma, o visa, ką regime teleskopais, sudaro tik paviršių, vos kelis procentus. Dabar, naujo tyrimo autoriai teigia, kad NASA Fermi gama spindulių teleskopas galėjo pirmą kartą užfiksuoti tamsiosios medžiagos pėdsaką. Ar tai įrodymas, kurio laukė visas pasaulis, ar dar vienas klaidingas signalas, kurį ateitis ištrins iš antraščių?
Gama spinduliai, kylantys iš Paukščių Tako centro, pribloškė tyrėjus
NASA Fermi teleskopas jau penkiolika metų stebi aukštos energijos gama spindulius, ieškodamas kosminių reiškinių, kurių nemato optiniai instrumentai. Naujausi jo duomenys parodė keistą energijos šaltinį – švytėjimą Paukščių Tako centre, kuris savo savybėmis primena hipotetinį tamsiosios medžiagos elgesį. Tyrimą paskelbęs astronomas Tomonori Totani iš Tokijo universiteto pareiškė: jei rezultatai pasitvirtins, tai būtų pirmas kartas per visą žmonijos istoriją, kai tamsioji medžiaga tampa matoma ne tik matematikoje, bet ir realiuose duomenyse. Skamba revoliucingai, sukrėsti mokslą gali vos vienas sakinys – „mes ją matėme“.
Tačiau pats tyrimo autorius ragina stabdyti euforiją. Šis signalas privalo būti patvirtintas kitaip: stebint kitus regionus, kitas galaktikas, kitas gama energijos sankaupas. Tai nėra ta diena, kai paslaptys išnyko ir Visata tapo savaime suprantama. Tai – galbūt pirmas žingsnis.
Kas yra WIMP ir kodėl jis svarbus?
Jei tamsiąją medžiagą sudaro dalelės, jos nėra tokios, kokias žinome. Silpnai sąveikaujančios masyvios dalelės WIMP – vienas populiariausių teorinių kandidatų. Jos beveik nereaguoja į kitą medžiagą, nesiliečia su šviesa, su elektros krūviais, su atomais. Jos tiesiog egzistuoja ir daro vieną dalyką – traukia. Tamsioji medžiaga ilgus dešimtmečius atskleista tik pagal gravitaciją, ne pagal šviesą. Tačiau jei dvi WIMP dalelės susidurtų ir sunaikintų viena kitą, jos išskirtų gama spindulius – kaip tik tokius, kokius aptiko Fermi.
Totani tyrimas teigia, kad užfiksuoti spinduliai sudaro halo formą aplink galaktikos centrą, o jų energija – net 20 gigaelektronvoltų – atitinka teorines prognozes. Ar gali būti, kad tamsioji medžiaga prieš mus švytėjo visus šiuos metus, bet tik dabar mes ją pastebėjome?
Mokslo bendruomenė stabdo emocijas – anomalijos ne pirmos ir ne paskutinės
Šis atradimas primena kitą istoriją – vadinamą „galaktikos centro perteklių“, užfiksuotą dar 2009 m., taip pat naudojant Fermi duomenis. Tada pasklido žinutės, kad tai gali būti tamsioji medžiaga. Praėjo beveik du dešimtmečiai, bet ginčas tebėra gyvas – gal tai pulsarai, gal sudėtingos kosminės dujos, gal tiesiog triukšmas duomenyse. Mokslininkai prisimena tokius atvejus ir šįkart reikalauja ypatingo atsargumo.
Fizikas Seanas Tulinas iš York universiteto pabrėžia: norint pamatyti tikrą signalą, reikia pašalinti visus fono spindulius. Klaidų riba šioje srityje milžiniška – užtenka neteisingai atimti triukšmo dalį, ir pasirodys šviesa, kurios iš tikrųjų nėra. Be to, jeigu tai iš tiesų būtų tamsioji medžiaga, reikia atsakyti į kitą svarbų klausimą – kokios jos savybės? Kokia masė? Kaip tiksliai ji sąveikauja? Koks jos „parašas“ Visatoje? Kol tai neaišku, jokios pergalės nėra.
Tulin vis dėlto nepraranda optimizmo – jei signalas realus, tai gali tapti vienu didžiausių XXI a. mokslo laimėjimų. Tokiu atveju WIMP būtų galima aptikti ir kitais būdais – požeminiuose detektoriuose, greitintuvuose, eksperimentinėse laboratorijose. Vienas atradimas, o durys į naują fizikos epochą atsivertų plačiai.
Tamsioji medžiaga – naujas lūžis ar dar viena kosminė miraža?
Šiandien teiginys skamba viliojančiai: NASA teleskopas galėjo „pamatyti“ tai, kas iki šiol egzistavo tik teorijose. Tačiau mokslas nemėgsta skubotų pergalių. Šis tyrimas nėra galutinis atsakymas – tai klausimas, kuris gali virsti atradimu arba dar viena klaidinga viltimi. Kaip sako patys mokslininkai – niekas kol kas nestato namų šio signalo pagrindu. Anomalijos ateina ir praeina. O kai kurios, kaip ši, lieka kabo virš mūsų lyg pažadas.
Žvilgsnis į nematomą Visatos pusę gali būti prasidėjęs būtent dabar. Bet tam, kad tamsioji medžiaga taptų faktu, o ne tik hipoteze, reikės įrodyti ją keliais nepriklausomais keliais. Kitos galaktikos, kitos observatorijos, kiti metodai – tik tada žinosime, ar šis švytėjimas buvo tikras, ar tai – Visatos juokas iš žmogaus smalsumo.
Kol kas turime tai, kas mokslui yra vertingiausia – klausimą, kuris žadina protą. Ar pirmą kartą matėme tamsiąją medžiagą, ar tik šešėlį ant sienos? Artimiausi metai gali tapti lemiami.
Nuotraukos asociatyvinės © Unsplash.
