06 aug. 2025 | 09:17

O posibilă „oglindă întunecată” a Universului ar putea explica comportamentul ciudat al gravitației, conform astronomilor

ȘTIINȚĂ
Share
O posibilă „oglindă întunecată” a Universului ar putea explica comportamentul ciudat al gravitației, conform astronomilor
Ipoteze speculative, dar testabile în viitorul apropiat - ce au descoperit cercetătorii

În ciuda deceniilor de cercetări intense, materia întunecată rămâne una dintre cele mai mari enigme ale fizicii moderne. Nu emite, nu reflectă și nu absoarbe radiație electromagnetică, ceea ce o face invizibilă oricărui instrument actual. Însă efectele gravitaționale pe care le exercită asupra galaxiilor și clusterelor de galaxii trădează prezența sa constantă și masivă. În lipsa unor dovezi directe, oamenii de știință continuă să caute noi scenarii pentru a explica natura acestui element misterios care compune peste 80% din materia Universului cunoscut.

Unul dintre aceste scenarii vine acum din partea fizicianului Stefano Profumo de la Universitatea din California, Santa Cruz, care a publicat două articole științifice ce propun două ipoteze radicale, dar bazate pe fundamente teoretice solide, privind originea materiei întunecate. Ambele sugestii ies din tiparele convenționale, vizând zone speculative ale fizicii, dar oferă explicații cuantificabile și coerente, care promit să deschidă noi căi de explorare.

Un Univers-oglindă, invizibil dar influent

Prima ipoteză, publicată în luna mai 2025, aduce în discuție existența unui „univers oglindă” întunecat, care s-ar suprapune cu al nostru, dar ar fi populat de versiuni întunecate ale particulelor cunoscute: protoni, neutroni, electroni – toate existând într-o formă care nu interacționează cu materia obișnuită decât prin gravitație.

Această variantă presupune că forța nucleară tare – responsabilă pentru coeziunea dintre quarci în particule precum protonii și neutronii – ar funcționa diferit în acest univers paralel. Acolo, o versiune modificată a acestei forțe ar permite formarea de „materie întunecată compusă”, suficient de densă încât să genereze găuri negre de materie întunecată în primele momente ale existenței Universului. Aceste structuri ar avea efecte gravitaționale vizibile asupra Universului nostru, fără a putea fi detectate altfel.

Profumo susține că, deși acest scenariu pare desprins din science-fiction, el se sprijină pe cromodinamica cuantică – o ramură a fizicii care explică interacțiunile dintre quarci și gluoni – și pe ideea că aceste „particule întunecate” ar putea evolua sub un set de legi fizice compatibile cu cele din modelul standard, dar invizibile pentru observatorii noștri.

Materia întunecată născută la marginea Universului

A doua lucrare a lui Profumo, publicată în iulie 2025, mută atenția către un alt concept fascinant: orizontul cosmic – granița Universului observabil. Conform teoriei inflației cosmice, după Big Bang, Universul a trecut printr-o perioadă extrem de scurtă de expansiune accelerată. La marginea acestui univers în formare, așa-numitul „orizont” cosmologic a fost locul unde fluctuațiile cuantice puteau da naștere spontană unor particule.

Ipoteza lui Profumo este că particulele de materie întunecată s-ar fi format exact în acest proces, ca produs al fluctuațiilor câmpurilor cuantice din acel moment extrem. Aceste particule ar avea mase diferite și s-ar fi distribuit neuniform, dar suficient de stabil încât să influențeze gravitația cosmică în forma pe care o observăm azi.

Această teorie transformă marginea Universului într-un generator natural de materie – o idee care, deși neobișnuită, se aliniază cu concepte moderne din fizica teoretică, precum dualitatea dintre orizonturile găurilor negre și câmpurile cuantice.

Ambele propuneri sunt deocamdată ipoteze speculative, fără dovezi directe experimentale. Însă ceea ce le face remarcabile este faptul că nu necesită existența unor particule ipotetice care nu au fost găsite în ciuda eforturilor laboratoarelor de fizică, precum CERN. În schimb, deschid noi direcții de cercetare ce pot fi testate cu tehnologii viitoare – fie prin observarea indirectă a efectelor gravitaționale ale acestor structuri, fie prin simulări teoretice și experimente de fizică fundamentală.

„Ambele mecanisme sunt foarte speculative,” a declarat Profumo, „dar oferă scenarii complet autonome și cuantificabile, care nu depind de modelele tradiționale ale materiei întunecate – modele tot mai contestate de lipsa rezultatelor experimentale.”

În prezent, toate cunoștințele noastre despre materia întunecată vin din efectele sale gravitaționale: rotirea prea rapidă a galaxiilor, luminile deformate prin lentilare gravitațională sau comportamentul clusterelor galactice. Însă fără să știm ce este materia întunecată în esență, întregul nostru model cosmologic rămâne incomplet.

Ipotezele formulate de Profumo nu doar că lărgesc orizonturile teoretice, dar oferă o platformă de lucru pentru viitoarele generații de fizicieni care vor avea la dispoziție instrumente mai performante pentru a sonda gravitația, radiația cosmică și structura spațiu-timpului.

Rămâne de văzut dacă viitorul confirmă existența acestui univers-oglindă sau a materiei născute la marginea cosmosului. Cert este că Universul continuă să ne provoace, iar răspunsurile s-ar putea afla chiar dincolo de ceea ce putem astăzi percepe.