Έρευνα η οποία βασίζεται στη μελέτη των πιο απομακρυσμένων κβάζαρ, των οποίων το φως μας αποκαλύπτει στοιχεία για το παρελθόν του Σύμπαντος αναφέρει ότι οι πρώτοι γαλαξίες αναπτύχθηκαν γρήγορα με τη βοήθεια της σκοτεινής ύλης. Μόνο που δεν ξέρουμε τι είναι, ούτε καν αν πράγματι υπάρχει αυτή η μυστηριώδης ύλη που υποτίθεται ότι κυριαρχεί στο Διάστημα.

Αναζητώντας την άγνωστη ύλη

... Σύμφωνα με τους επιστήμονες, το 90% του Σύμπαντος αποτελείται από μια άγνωστη ύλη την οποία οι ίδιοι ονόμασαν "σκοτεινή ύλη". Αν και κανένας ως σήμερα δεν κατάφερε να εντοπίσει ή, πολύ περισσότερο , να "συλλάβει" κάποιο συστατικό της, η επιστημονική κοινότητα δέχεται ότι η "κανονική" ύλη από την οποία αποτελούνται τα πάντα (τα άστρα, οι πλανήτες, εμείς κ.λπ.) είναι στην πραγματικότητα ένα πολύ μικρό κομμάτι του Σύμπαντος.

Ο Μπεν Μουρ του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια ανακάλυψε ένα κενό σε αυτή τη θεωρία. Αν αυτή η σκοτεινή ή καλύτερα αόρατη και ψυχρή ύλη συμπεριφερόταν έτσι όπως πιστεύουν οι φυσικοί, η βαρύτητά της θα την οδηγούσε στους πυρήνες των γαλαξιών, από όπου θα μπορούσαμε να τη συλλέξουμε. Κάτι τέτοιο όμως δε συμβαίνει, και έτσι οι φυσικοί σε μια προσπάθεια να εξηγήσουν αυτή την αντίφαση έπρεπε να επινοήσουν την ύπαρξη κάποιας νέας, ακόμη πιο μυστηριώδους και εξωτικής ύλης από τη σκοτεινή. Άλλοι επέλεξαν να αμφισβητήσουν την επιστημονική εγκυρότητα και την ορθότητα των δεδομένων πάνω στα οποία βασίστηκε ο Μουρ για να φτάσει στην αμφισβήτηση της ύπαρξης της σκοτεινής ύλης, τουλάχιστον έτσι όπως την περιέγραφαν ως σήμερα οι φυσικοί. Αυτή η επιστημονική διαμάχη έφερε στο προσκήνιο το αιώνιο ερώτημα από τι είναι τελικά φτιαγμένο το Σύμπαν.

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι κάτι κινεί και μάλιστα με μεγάλη ταχύτητα τα άστρα, τους πλανήτες και τους γαλαξίες. Και αυτό το κάτι από τη στιγμή που δε το γνωρίζουμε είναι ευνόητο να αποτελεί για εμάς κάτι παράξενο και μυστηριώδες. Για παράδειγμα, ο γαλαξίας μας περιστρέφεται μία φορά κάθε 200 εκατομμύρια χρόνια. Μπορεί η κίνηση αυτή να μοιάζει πολύ αργή, αλλά η συγκεκριμένη ταχύτητα των άστρων του γαλαξία που συμμετέχουν σε αυτήν κρίνεται αρκετή ώστε όλα τα σώματα που βρίσκονται μέσα στον γαλαξία να αποσπώνται από την τροχιά τους λόγω της φυγόκεντρης δύναμης και να ταξιδεύουν ελεύθερα μέσα στο Διάστημα, κάτι που θα προκαλούσε φυσικά απόλυτο χάος. Αυτό που συγκρατεί τα πάντα στη θέση τους είναι η βαρύτητα. Ακόμη και η βαρύτητα όμως είναι ιδιαίτερα ασθενής δύναμη για να καταφέρει να χαλιναγωγήσει τις φυγόκεντρες δυνάμεις από την περιστροφή ενός γαλαξία που θα οδηγούσαν στο διασκορπισμό του.

Η μόνη λογική εξήγηση είναι ότι υπάρχει στο Σύμπαν και άλλη ύλη την οποία δεν μπορούμε να δούμε ή να εντοπίσουμε και η οποία είναι πολύ περισσότερη από αυτήν που βλέπουμε. Μια ύλη που ασκεί την έξτρα βαρυτική έλξη η οποία είναι απαραίτητη για να διατηρεί ανέπαφο τον γαλαξία. Ομοίως η ταχύτατη κίνηση όλων των γαλαξιών μέσα στο διαστημικό κενό ή ανάμεσα στα συμπλέγματα των κοσμικών νεφών μπορεί να αποκτά νόημα μόνο με την ύπαρξη και τη δράση της σκοτεινής ύλης. Υπάρχουν βέβαια και ορισμένες εναλλακτικές θεωρίες, όπως για παράδειγα αυτή που αναφέρει ότι όλα τα κινεί η γνωστή σε εμάς βαρύτητα, τη "φύση" και λειτουργία της οποίας απλώς εμείς δεν έχουμε κατορθώσει ακόμη να κατανοήσουμε στο σύνολό της. Φυσικά η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης παραμένει η πλέον δημοφιλής θεωρία στην επιστημονική κοινότητα. Ο λόγος που χρειαζόμαστε μια εξωτική εξήγηση είναι ότι η ύλη που παράγεται από διάφορες πηγές, όπως π.χ. από τις εκρήξεις καινοφανών αστέρων (nova), και η οποία ονομάζεται "σκουπιδο-ύλη", είναι αναγνωρίσιμη. Από τη στιγμή που γνωρίζουμε πόση περίπου είναι η αναγνωρίσιμη ύλη που καλύπτει ένα μικρό μέρος του Σύμπαντος, πρέπει να ανακαλύψουμε από τι αποτελείται το υπόλοιπο. Λίγα λεπτά μετά το Big Bang τα πρωτόνια και τα νετρόνια "κρύωσαν" τόσο πολύ ώστε κάποια από αυτά μπόρεσαν και ήλθαν τόσο κοντά που ενώθηκαν και δημιούργησαν βαρύτερα στοιχεία από το υδρογόνο, όπως το ήλιον. Αν υπήρχε περισσότερη ύλη, θα είχε συμπιεστεί ακόμη περισσότερο, δημιουργώντας ακόμη πιο βαριά στοιχεία. Έτσι τα αστέρια αλλά και τα διαστρικά αέρια θα περιείχαν π.χ. πολύ περισσότερο ήλιο, βόριο και νέον από όσο μπορεί να εντοπίζεται σήμερα σε αυτά. Συνεπώς, οτιδήποτε και αν είναι αυτή η χαμένη μάζα, είναι απαραίτητο να αποτελείται από κάποιο υλικό που δεν υφίσταται πυρηνική σύντηξη, δηλαδή δε συμμετέχει στο σχηματισμό βαρύτερων στοιχείων και της συνήθους ύλης.

Η προτεινόμενη από τους περισσότερους επιστήμονες ψυχρή και σκοτεινή ύλη είναι ένα αέριο από βαριά υποατομικά σωματίδια που επηρεάζουν την "κανονική" ύλη αλλά επηρεάζονται και μεταξύ τους από τη βαρύτητα αλλά και μια άλλη, ασθενέστερη δύναμη. Τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης δεν "αισθάνονται" τις δυνάμεις του ηλεκτρομαγνητισμού ή τη μεγάλη ισχύ της πυρηνικής δύναμης που υποχρεώνει τα πρωτόνια και τα νετρόνια να μετατρέπονται σε άλλα στοιχεία. Έτσι τα "σκοτεινά" σωματίδια είναι απρόσβλητα στην πυρηνική σύντηξη και γι' αυτό μπορούν να κινούνται ακόμη και διαπερνώντας το ένα το άλλο χωρίς να επέρχεται κάποιου είδους σύγκρουση μεταξύ τους. Τα σωματίδια αυτά είναι τα απλούστερα δυνατά, σύμφωνα με τις θεωρίες των επιστημόνων, που θα μπορούσαν να κάνουν τη δουλειά που τελικά κάνουν, αν φυσικά υπάρχουν και αν την κάνουν...

Επιπλέον οι διάφορες νέες θεωρίες για τα στοιχειώδη σωματίδια που αναπτύσσονται στο πλαίσιο της προσπάθειας καθορισμού μιας θεωρίας των πάντων (η γνωστή ενοποιημένη θεωρία που προσπαθεί να συγκλίνει τη θεωρία της σχετικότητας και αυτή των κβάντων) προβλέπουν την ύπαρξη βαρύτερων σωματιδίων που αλληλεπιδρούν ελάχιστα ή και καθόλου μεταξύ τους και με τα άλλα σωματίδια.


Εφημερίδα "ΤΟ ΒΗΜΑ" - New Scientist
Απόσπασμα από το άρθρο του Stephen Battersby
"Αναζητώντας την άγνωστη ύλη",
16 Φεβρουαρίου 2003