Có lẽ Trái đất bơi trong một đại dương Vật chất tối – Theo nghiên cứu lý thuyết mới, các sóng trong đại dương vô hình này đâm vào tầng trên của bầu khí quyển hành tinh chúng ta có thể tạo ra các sóng vô tuyến có thể phát hiện được, cho phép chúng ta cuối cùng tìm thấy thành phần khó nắm bắt này của vũ trụ.
Một lượng lớn bằng chứng vật lý thiên văn và vũ trụ học chỉ ra sự tồn tại của vật chất tối, từ những đường cong quay không thể giải thích được của một số thiên hà, cho đến sự phát triển của các cấu trúc lớn nhất trong vũ trụ. Nỗ lực giải thích sự đa dạng của các quan sát này bằng các công thức thay thế cho Trọng lực Nó thất bại nên đại đa số các nhà thiên văn học tin rằng vật chất tối là một dạng vật chất chưa được biết đến, hiếm khi tương tác với ánh sáng hoặc với vật chất thông thường.
Nhưng đây là một ý tưởng rất rộng bao gồm rất nhiều khả năng. Vật chất tối Chúng có thể được tạo thành từ những phân tử khổng lồNhưng các tìm kiếm về loại hạt này phần lớn đều trống rỗng. Vì vậy, một giải pháp thay thế thú vị là vật chất tối cực kỳ nhẹ, hoặc ở dạng hạt lý thuyết gọi là axion hoặc ở dạng kỳ lạ của photon mang rất ít khối lượng.
Với độ sáng đáng kinh ngạc đó – nhẹ hơn hàng triệu lần so với các hạt nhẹ nhất từng được biết đến – vật chất tối có thể hành xử theo những cách rất kỳ lạ. Đặc biệt, thay vì xuất hiện dưới dạng từng viên đạn riêng lẻ, vật chất tối sẽ xuất hiện Họ hành động như những cơn sóng lớn đó xoay quanh vũ trụ.
TRONG Nghiên cứu gần đây Được xuất bản trên máy chủ in trước arXiv, các nhà vật lý đã khám phá các mô hình vật chất tối siêu nhẹ không hoàn toàn tối, cho phép chúng tương tác cực kỳ hiếm với vật chất thông thường. Hầu hết thời gian, những tương tác này hầu như không được ghi lại và không tạo ra bất cứ điều gì có thể phát hiện được. Nhưng trong những trường hợp hiếm hoi, vật chất tối và vật chất bình thường đã tương tác đủ để tạo ra một lượng đáng kể… sóng radio.
Có liên quan: Một nghiên cứu mới cho thấy có thể có một vũ trụ “gương tối” trong vũ trụ của chúng ta nơi các nguyên tử không hình thành được
Điều này sẽ xảy ra khi vật chất tối gặp A huyết tương Khi tần số của sóng vật chất tối trùng với tần số của sóng plasma. Khi điều đó xảy ra, sự cộng hưởng sẽ xảy ra, khuếch đại sự tương tác và tạo ra bức xạ dưới dạng sóng vô tuyến, mô hình của nhóm nghiên cứu đề xuất.
Vũ trụ không còn xa lạ với plasma. Tất cả các ngôi sao đều phun plasma vào không gian dưới dạng gió sao, vì vậy các nhà khoa học đã phát hiện ra việc tạo ra sóng vô tuyến do sự tương tác của vật chất tối với các môi trường như vành nhật hoa hoặc môi trường giữa các vì sao. Nhưng trong nghiên cứu mới này, các nhà khoa học đã phát hiện ra một điểm tương tác gần Trái đất hơn nhiều: tầng điện ly của hành tinh chúng ta.
Tầng điện ly của Trái đất là lớp mỏng, nóng của bầu khí quyển phía trên, bao gồm một tập hợp lỏng lẻo các hạt ion hóa (tích điện) – plasma. Sóng truyền qua nó là điều tự nhiên và các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng những sóng đó có thể tương tác với các sóng vật chất tối giả định có thể nhấn chìm Trái đất.
Sóng vô tuyến được tạo ra bởi sự tương tác này sẽ khó bị phát hiện. Nhưng các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng bằng cách sử dụng ăng-ten vô tuyến được điều chỉnh cẩn thận để tìm kiếm tần số sóng vô tuyến cụ thể trong suốt một năm, họ có thể phát hiện được những sóng này.
Ý tưởng này đặc biệt hứa hẹn vì tầng điện ly của Trái đất mang lại một số lợi thế so với các nguồn sóng vô tuyến khác do vật chất tối tạo ra. Đầu tiên, tầng điện ly phản xạ một cách tự nhiên nhiều sóng vô tuyến từ không gian sâu hơn, khiến nó tương đối không có tín hiệu bị ô nhiễm. Thứ hai, tầng điện ly nằm ngay phía trên chúng ta, có thể dễ dàng tiếp cận và là đối tượng được quan sát và nghiên cứu liên tục.
Đó là một cú sút xa. Dạng vật chất tối này mang tính lý thuyết cao và sẽ mất nhiều năm, nếu không muốn nói là hàng thập kỷ để hoàn thiện công nghệ quan sát nhằm tìm kiếm các sóng vô tuyến này. Nhưng nếu nó hoạt động, nó sẽ là một mỏ vàng, cho phép chúng ta nghiên cứu một trong những nguyên tố bí ẩn nhất của vũ trụ ngay trước ngưỡng cửa vũ trụ của chúng ta.