Πού κρυβόταν η χαμένη ύλη του σύμπαντος;

Πέμπτη, 26 Ιουνίου, 2025

Βαγγέλης Πρατικάκης

 

Βρέθηκε η χαμένη ύλη του Σύμπαντος - Πόσοι τόνοι είναι η εκτιμώμενη μάζα του ορατού Σύμπαντος;

Παρά την πρόοδο της αστρονομίας από τον Γαλιλαίο μέχρι σήμερα, ένα μεγάλο μέρος της ύλης του Σύμπαντος συνεχίζει να αγνοείται: περίπου το 85% αντιστοιχεί στη σκοτεινή ύλη, ένα μυστηριώδες υλικό άγνωστης σύστασης, ενώ η ύλη όπως τη γνωρίζουμε περιορίζεται στο 15%. Και από αυτό το 15%, περίπου τα τρία τέταρτα παρέμεναν μέχρι τώρα άφαντα.

Η κανονική, ατομική ύλη είναι γνωστή και ως «βαρυονική ύλη» επειδή περιέχει δύο είδη  βαρυονίων, τα πρωτόνια και τα νετρόνια, που αποτελούν κύρια συστατικά των ατόμων. Εδώ και πάνω από δύο δεκαετίες, οι φυσικοί προβληματίζονταν από το λεγόμενο «πρόβλημα των χαμένων βαρυονίων», την απόκλιση ανάμεσα στην ποσότητα ύλης που υπολογίζεται ότι δημιούργησε η Μεγάλη Εκρηξη και τη συνολική μάζα των άστρων, των γαλαξιών και των σύννεφων αερίων που διακρίνουμε στο Σύμπαν.

Ο γρίφος φαίνεται τώρα ότι βρήκε τη λύση του: ερευνητές του Χάρβαρντ και του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνιας ανακοίνωσαν την περασμένη εβδομάδα ότι η χαμένη ύλη του Σύμπαντος κρυβόταν στον αχανή χώρο ανάμεσα στους γαλαξίες (στην εικόνα, καλλιτεχνική απεικόνιση της βαρυονικής ύλης στο Σύμπαν, με το μπλε χρώμα να σημειώνει τις πυκνότερες περιοχές).

 

Σύμφωνα με τη μελέτη-ορόσημο που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Astronomy», το 76% της κανονικής ύλης βρίσκεται στο διαγαλαξιακό κενό, το 15% αντιστοιχεί σε αέριο που βρίσκεται μέσα και γύρω από τους γαλαξίες, και μόνο το 9% αναλογεί στα άστρα και τους πλανήτες που βλέπουμε στον Κόσμο.

10⁵² τόνοι είναι η εκτιμώμενη μάζα του ορατού Σύμπαντος

Αν και οι αστρονόμοι υποψιάζονταν ότι η χαμένη ύλη αιωρείται ανάμεσα στους γαλαξίες, μέχρι σήμερα δεν μπορούσαν να τη διακρίνουν επειδή είναι εξαιρετικά αραιή. Η νέα μελέτη δίνει την απάντηση αξιοποιώντας μια σειρά κοσμικών εκρήξεων που φώτισαν τον διαγαλαξιακό χώρο.

Πρόκειται για το φαινόμενο των FRB (Fast Radio Burst ή «ταχείες εκλάμψεις ραδιοκυμάτων» σε ελεύθερη απόδοση), ριπές ακτινοβολίας, η οποία πιστεύεται ότι προέρχεται από μάγναστρα, τα μαγνητικά κατάλοιπα νεκρών άστρων. Καθώς η ακτινοβολία των FRB εξαπλώνεται στον χώρο, το διαστρικό αέριο σκεδάζει τα μεγάλα μήκη κύματος περισσότερο από ό,τι τα μικρά, περίπου όπως ένα πρίσμα χωρίζει τα χρώματα του ορατού φωτός. Η απόκλιση αυτή επιτρέπει τον υπολογισμό της μάζας του διαγαλαξιακού αερίου.

Η μελέτη βασίστηκε σε δεδομένα για 69 FRB, τα περισσότερα από τα οποία καταγράφηκαν από το δίκτυο τηλεσκοπίων DSA στην Καλιφόρνια. H ανάλυση επιβεβαιώνει τις υποψίες ότι σημαντικές ποσότητες αερίου εκτοξεύονται έξω από τους γαλαξίες από εκρήξεις σουπερνόβα ή από άλλα βίαια φαινόμενα, είπαν οι ερευνητές.

Τώρα που το αίνιγμα λύθηκε, οι αστρονόμοι μπορούν να εξετάσουν περισσότερα FRB για να χαρτογραφήσουν με ακρίβεια τη χαμένη βαρυονική ύλη, η οποία εκτιμάται ότι συγκεντρώνεται σε μεγάλα «πλοκάμια» που συνδέουν τους γαλαξίες, μια υπερδομή γνωστή ως «κοσμικός ιστός».

Επόμενος στόχος, η λύση του μυστηρίου της σκοτεινής ύλης

ΤΟ ΒΗΜΑ