L’existència de matèria fosca va ser
conjecturada ja en els anys 30 del segle XX per Jan Oort i Fritz Zwicky per
explicar les velocitats orbitals dels estels a la Via Làctia i els moviments de
les galàxies en els cúmuls. D’això ja en
hem parlat en alguna altra píndola. La matèria fosca també explicaria la
rapidesa amb la que es van formar les primeres galàxies i algunes lents
gravitacionals, entre altres. Segons les dades del satèl·lit Planck la matèria
fosca constitueix aproximadament el 85% de la matèria de l’univers i un 26,8%
de la matèria-energia.
De totes maneres, la seva existència no està
plenament confirmada, ja que alguns cosmòlegs han proposat teories de la
gravitació modificades que també explicarien alguns dels fenòmens esmentats.
Hi ha diversos intents de identificar la
partícula que podria constituir la matèria fosca tan al LHC, el col·lisionador
de hadrons a Suïssa, com en diferents experiments en túnels com el de Canfranc
o el Gran Sasso a Itàlia o en mines profundes aïllades d’altres interaccions on
s’espera trobar el cas improbable d’un xoc entre una partícula de matèria fosca
i una de matèria bariònica, és a dir la matèria ordinària com els protons o
neutrons.
En aquest gràfic es veuen les velocitats
estel·lars depenent de la distància al centre en una galàxia espiral típica. La
corba de punts és la velocitat esperada si no existís matèria fosca: les
velocitats decreixen amb la distància com passa en el sistema solar i els
planetes. Les velocitats observades, en vermell, que mostren que els estels donen
voltes con un CD, no seguint les lleis de Kepler, ens porten a la hipòtesi de
la existència de matèria fosca.
Ara podria haver-hi una prova indirecta en
els resultats d’observacions del satèl·lit Fermi que detecta raigs gamma.
Un excés de raigs gamma provinent del centre de la Via Làctia (en vermell la més alta concentració) podria explicar-se per una auto-aniquilació de partícules de matèria fosca.
Les partícules de matèria fosca són, d’acord
amb la teoria, les seves pròpies
antipartícules i quan xoquessin entre elles es destruirien mútuament, donant
lloc a partícules de matèria ordinària que produirien fotons d’altíssima freqüència,
és a dir, raigs gamma, mil milions més energètics que la llum ordinària. El
senyal que es detecta és molt simètric en una regió d’uns 5.000 anys llum de
radi. La massa calculada de les partícules de matèria fosca estaria entre 30 i
35 Gev i això és sorprenent perquè estaria plenament en la gamma d’energies
(recordeu que massa i energia són equivalents des de Einstein) que es poden
obtenir en els acceleradors de partícules actuals.
Aquests resultats, incloent la no detecció en el LHC, podrien suggerir no solament l’existència
de noves partícules de matèria fosca sinó també l’existència d’una nova força,
ja que la interacció amb la matèria ordinària no seria per mitjà del bosó de
Higgs o del bosó Z, com s’hauria esperat sinó per mitjà d’ un nou bosó, és a
dir una nova força.
De totes maneres, una explicació alternativa
a l’excés de raigs gamma, seria l’existència de púlsars amb altíssimes
rotacions, mil per segon. Però hi ha algunes coses que no quadrarien amb aquest
escenari. Primer els púlsars que tenen aquestes velocitats de rotació
produeixen més raigs gamma de baixa energia (per sota d’un Gev) dels observats
i Fermi no ha detectat prous púlsars per que produeixin els efectes observats.
Es podria tractar d’un nou tipus de púlsar i, com afirma un dels científics que
ha comentat el resultat, és més fàcil creure en un nou tipus de púlsar que en un nou tipus de
matèria.
Una prova més definitiva seria observar el
mateix efecte en el centre de les galàxies nanes satèl·lits de la Via Làctia.
Això podria passar en els propers anys amb observatoris més precisos que es
posaran en òrbita en el futur.
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada