ต้องขอบคุณแรงโน้มถ่วง อย่างน้อยเราก็ตระหนักได้มีอยู่จริง เรายังรู้ด้วยว่ามันมีอยู่มากมายอย่างน่าขนลุก ซึ่งคิดเป็นประมาณร้อยละ 85 ของสสารทั้งหมดในจักรวาล
นอกนั้นเรายังไม่ค่อยมีความรู้เลย เราไม่รู้ว่าสสารมืดคืออะไรหรือมาจากไหน และหากมันถูกสร้างขึ้นจากสสารที่มีรูปแบบที่มีปฏิกิริยาโต้ตอบน้อยบางประเภท เราก็ยังคงไม่สามารถตรวจจับอนุภาคของมันได้โดยตรงแม้แต่อนุภาคเดียว
จากการศึกษาทางทฤษฎีโดยนักวิจัยสองคนจากมหาวิทยาลัยคอลเกตในสหรัฐอเมริกา ความล้มเหลวอย่างต่อเนื่องของเราในการเปิดเผยสสารมืด แม้ว่าจะใช้วิธีการตรวจจับที่ใหม่กว่าและมีความไวสูงก็ตาม ก็รับประกันได้ว่าจะต้องคิดใหม่เกี่ยวกับธรรมชาติและต้นกำเนิดที่เป็นไปได้ของสิ่งลึกลับนี้
แทนที่จะโผล่ออกมาจากผู้เขียนรายงานการศึกษาเขียนว่าเมื่อรวมกับสสารแบริโอนิกทั่วไป สสารมืดอาจเกิดขึ้นในภายหลังเล็กน้อยใน 'ดาร์กบิ๊กแบง' ของมันเองตอนนี้มันอาจอาศัยอยู่ในส่วนมืดซึ่งส่วนใหญ่แยกออกจากส่วนที่มองเห็นได้ของเรา และมีปฏิสัมพันธ์ผ่านแรงโน้มถ่วงเท่านั้น
แรงโน้มถ่วงได้สอนเราถึงสิ่งที่เรารู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับสสารมืดจนถึงตอนนี้ เราเรียกวัตถุที่น่ากลัวมืดเนื่องจากมันไม่ทำปฏิกิริยากับแสงหรือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ ทำให้เราไม่สามารถมองเห็นได้
แต่เมื่อพิจารณาถึงแรงโน้มถ่วงที่แกว่งไปมาบนกาแลคซีและกระจุกกาแลคซี รวมถึงเบาะแสอื่นๆ เช่น ผลกระทบของมันต่อการแผ่รังสีพื้นหลังจักรวาล เรามีหลักฐานที่แน่ชัดว่ามีสสารมืดอยู่ เรายังไม่รู้เกี่ยวกับสิ่งอื่นๆ เกือบทุกอย่าง รวมถึงว่ามันคืออะไรและมาจากไหน
การตามล่าหาสสารมืดมุ่งเน้นไปที่หรือ WIMP อนุภาคมูลฐานสมมุติเหล่านี้จะมีอันตรกิริยากันผ่านทางอนุภาคสองตัว: แรงโน้มถ่วงและแรงนิวเคลียร์อ่อน (แต่ไม่ใช่แม่เหล็กไฟฟ้าหรือแรงนิวเคลียร์อย่างแรง)
การค้นหามานานหลายทศวรรษไม่ได้ให้การยืนยันถึงการมีอยู่ของ WIMP ทำให้เสน่ห์ของพวกมันลดลงเล็กน้อย และแทนที่ความสนใจทางวิทยาศาสตร์มากขึ้นต่อคำอธิบายที่เป็นไปได้อื่นๆ ของสสารมืด
"ในขณะที่ WIMP ยังคงหลบเลี่ยงการตรวจจับ การพิจารณาเซกเตอร์มืดที่แยกออกจากส่วนที่มองเห็นจึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ"เขียนผู้เขียนการศึกษาใหม่นักฟิสิกส์ Cosmin Ilie และนักวิจัยระดับปริญญาตรี Richard Casey
ในปี 2023 นักวิจัยอีกสองคน ได้แก่ Katherine Freese และ Martin Winkler จากมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสตินเสนอทฤษฎีที่น่าสนใจ: บางทีสสารมืดอาจก่อตัวแยกจากการขยายตัวของจักรวาลในช่วงแรกในบิ๊กแบงครั้งที่สอง ซึ่งพวกเขาเรียกว่าดาร์กบิ๊กแบง
นั่นจะท้าทายวิธีที่นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากมองเห็นถึงยุคการพิจาณานี้ โดยที่สสารและการแผ่รังสีทั้งหมดในจักรวาล (รวมถึงสสารมืดด้วย ไม่ว่าจะเป็นอะไรก็ตาม) กำเนิดมาจากภาคฟิสิกส์เดียวกัน
อย่างไรก็ตาม จากข้อมูลของฟรีสและวิงเคลอร์ Dark Big Bang นั้นสอดคล้องกับหลักฐานของสสารมืด ตราบใดที่มันเกิดขึ้นโดยพลันภายในประมาณหนึ่งเดือนนับจาก Big Bang ครั้งแรก
ในสถานการณ์นี้ อนุภาคสสารมืดเกิดขึ้นจากการสลายตัวของสนามควอนตัมที่จับคู่กับเซกเตอร์ที่มืดหรือที่ซ่อนอยู่เท่านั้น การแบ่งประเภทของอนุภาคและแรงสมมุติที่อยู่นอกเหนือความรู้ฟิสิกส์ในปัจจุบันของเรา
The Dark Big Bang จะปล่อยลำดับแรกการเปลี่ยนสถานะทางจักรวาลวิทยาในภาคส่วนมืด เทียบได้กับการเปลี่ยนแปลงที่เปลี่ยนความเป็นจริง ภาคส่วนที่มองเห็นของเราประสบหลังจากบิ๊กแบงครั้งแรก ซึ่งเปลี่ยนพลังงานสุญญากาศให้เป็นพลาสมาร้อนของการแผ่รังสีและอนุภาค
ในการศึกษาใหม่ของพวกเขา Ilie และ Casey เจาะลึกแนวคิดนี้ สำรวจความเป็นไปได้และทดสอบสถานการณ์ Dark Big Bang ต่างๆ ที่สอดคล้องกับข้อมูลการทดลองที่มีอยู่
งานของพวกเขาช่วยเสริมความแข็งแกร่งให้กับกรณีที่ Freese และ Winkler นำเสนอ ไม่เพียงแต่ยืนยันความเป็นไปได้ของ Dark Big Bang เท่านั้น แต่ยังประเมินอย่างครอบคลุมถึงขอบเขตของวิธีที่เหตุการณ์ดังกล่าวอาจเกิดขึ้น
ในการค้นพบของพวกเขา Ilie และ Casey ได้เปิดเผยตัวแปรที่เป็นไปได้ที่ยังไม่ได้ตรวจสอบก่อนหน้านี้สำหรับการเริ่มต้นของสสารมืด พวกเขายังวางตัวเลือกสำหรับการทดสอบแนวคิดนี้เพิ่มเติม รวมถึงการมีอยู่ของร่องรอยที่ตรวจพบได้ที่เป็นไปได้– ทิ้งไว้ข้างหลังโดยสถานการณ์เหล่านี้
"การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดจากดาร์กบิ๊กแบงสามารถเป็นหลักฐานสำคัญสำหรับทฤษฎีสสารมืดใหม่นี้" Ilieพูดว่า-
และในขณะที่สสารมืดดูไม่น่าจะละทิ้งความลับของมันไปได้ง่ายๆ แต่ก็มีเหตุให้มองโลกในแง่ดีว่าเราจะไขปริศนาจักรวาลนี้ได้ เขากล่าว
“ด้วยการทดลองในปัจจุบันเช่นนานาชาติTiming Array (IPTA) และ Square Kilometer Array (SKA) บนขอบฟ้า ในไม่ช้าเราอาจมีเครื่องมือสำหรับทดสอบโมเดลนี้ด้วยวิธีที่ไม่เคยมีมาก่อน" Ilieพูดว่า-
ตัวอย่างเช่น นักวิจัยที่มีความร่วมมือด้านการวิจัย NANOGrav ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ IPTA ได้ประกาศในปี 2566 พวกเขาได้พบหลักฐานสำหรับพื้นหลังของคลื่นความโน้มถ่วงในจักรวาล
สิ่งนี้สามารถช่วยทดสอบแนวคิด Dark Big Bang ได้ Ilie และ Casey กล่าว ซึ่งเป็นการปูทางสำหรับการวิจัยเพิ่มเติมที่อาจให้ความกระจ่างเล็กน้อยเกี่ยวกับสสารมืดในที่สุด
การศึกษาถูกตีพิมพ์ในการตรวจร่างกาย D-
