Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι μπορούν να εξηγήσουν τη σκοτεινή ύλη υποθέτοντας την ύπαρξη ενός σωματιδίου που συνδέεται με μια πέμπτη διάσταση.
Αν και η “στρεβλωμένη επιπλέον διάσταση” (WED) αποτελεί σήμα κατατεθέν ενός δημοφιλούς μοντέλου φυσικής που παρουσιάστηκε για πρώτη φορά το 1999, η έρευνα που δημοσιεύθηκε στο The European Physical Journal Cτο 2021 είναι η πρώτη που χρησιμοποιεί με συνοχή τη θεωρία αυτή για να εξηγήσει το μακροχρόνιο πρόβλημα της σκοτεινής ύλης στο πλαίσιο της σωματιδιακής φυσικής.
Η «πέμπτη διάσταση» ως απάντηση στα κενά της Φυσικής
Η γνώση μας για το φυσικό σύμπαν βασίζεται στην ιδέα της σκοτεινής ύλης, η οποία καταλαμβάνει τη συντριπτική πλειονότητα της ύλης στο σύμπαν. Η σκοτεινή ύλη λειτουργεί ως ένας “αναπληρωματικός παίκτης” που βοηθά τους επιστήμονες να εξηγήσουν πώς λειτουργεί η βαρύτητα, καθώς πολλά χαρακτηριστικά θα διαλύονταν ή θα κατέρρεαν χωρίς αυτόν τον “παράγοντα Χ”.
Παρόλα αυτά, η σκοτεινή ύλη δεν επηρεάζει τα σωματίδια που βλέπουμε και “αισθανόμαστε”, πράγμα που σημαίνει ότι πρέπει να διαθέτει και άλλες ειδικές ιδιότητες. «Υπάρχουν ακόμα ορισμένα ερωτήματα που δεν έχουν απάντηση εντός του καθιερωμένου προτύπου της φυσικής», εξηγούν στη μελέτη τους οι επιστήμονες από την Ισπανία και τη Γερμανία.
«Ένα από τα σημαντικότερα παραδείγματα είναι το λεγόμενο πρόβλημα της ιεραρχίας, το ερώτημα δηλαδή γιατί το μποζόνιο Χιγκς είναι πολύ ελαφρύτερο από τη χαρακτηριστική κλίμακα της βαρύτητας. Το καθιερωμένο πρότυπο της φυσικής δεν μπορεί να συμπεριλάβει ορισμένα άλλα παρατηρούμενα φαινόμενα. Ένα από τα πιο εντυπωσιακά παραδείγματα είναι η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης».
Η μελέτη επιδιώκει να εξηγήσει την παρουσία της σκοτεινής ύλης χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο WED (στρεβλωμένης επιπλέον διάστασης).
Οι επιστήμονες μελέτησαν τις μάζες των φερμιονίων, οι οποίες πιστεύουν ότι θα μπορούσαν να μεταφερθούν στην πέμπτη διάσταση μέσω πυλών, δημιουργώντας κατάλοιπα σκοτεινής ύλης και “φερμιονική σκοτεινή ύλη” εντός της πέμπτης διάστασης.
Θα μπορούσαν τα φερμιόνια που ταξιδεύουν ανάμεσα σε διαστάσεις να εξηγήσουν τουλάχιστον ένα μέρος της σκοτεινής ύλης που οι επιστήμονες δεν έχουν καταφέρει να παρατηρήσουν μέχρι στιγμής; «Γνωρίζουμε ότι δεν υπάρχει βιώσιμος υποψήφιος σκοτεινής ύλης στο καθιερωμένο πρότυπο της φυσικής», λένε οι επιστήμονες, «επομένως και μόνο αυτό το γεγονός απαιτεί την παρουσία νέας φυσικής».
Φερμιόνια και πέμπτη διάσταση: Μια νέα προσέγγιση για τη σκοτεινή ύλη
Ουσιαστικά, ένα κομβικό μαθηματικό μοντέλο δημιουργεί μάζες φερμιονίων, οι οποίες εκδηλώνονται στον λεγόμενο “στρεβλωμένο χώρο” της πέμπτης διάστασης. Αυτός ο απομονωμένος “σκοτεινός τομέας” αποτελεί έναν πιθανό τρόπο για να εξηγηθεί η τεράστια ποσότητα σκοτεινής ύλης που, μέχρι στιγμής, διαφεύγει τον εντοπισμό μέσω των παραδοσιακών μετρήσεων που έχουν σχεδιαστεί για το καθιερωμένο πρότυπο της φυσικής.
Φερμιόνια που “συμπιέζονται” μέσα από μια πύλη προς μια στρεβλωμένη πέμπτη διάσταση θα μπορούσαν να “λειτουργούν ως” σκοτεινή ύλη. Πώς θα μπορούσαμε να παρατηρήσουμε αυτού του είδους τη σκοτεινή ύλη ώστε να την επαληθεύσουμε;
Μέχρι σήμερα, αυτό αποτελεί το κύριο εμπόδιο για πολλές διαφορετικές θεωρίες περί σκοτεινής ύλης. Όμως, το μόνο που θα χρειαζόταν για τον εντοπισμό των φερμιονίων της σκοτεινής ύλης σε μια στρεβλωμένη πέμπτη διάσταση, θα ήταν ο κατάλληλος τύπος ανιχνευτή βαρυτικών κυμάτων — κάτι που γίνεται ολοένα και πιο διαδεδομένο σε όλο τον κόσμο.
Πράγματι, η απάντηση στο αίνιγμα της σκοτεινής ύλης θα μπορούσε να παραμονεύει ακριβώς στη γωνία.
