Οι επιστήμονες άνοιξαν «πύλη» στην πέμπτη διάσταση; Το μυστήριο της σκοτεινής ύλης

Για δεκαετίες, οι επιστήμονες αναζητούν κάτι που δεν μπορούν να δουν. Δεν λάμπει, δεν εκπέμπει φως και δεν αποτυπώνεται σε φωτογραφίες. Παρ’ όλα αυτά, είναι πεπεισμένοι ότι βρίσκεται παντού. Κάποιοι το αποκαλούν αστειευόμενοι «το καλύτερο κόλπο απόκρυψης του σύμπαντος», ενώ άλλοι πιστεύουν ότι είναι αυτό που κρατά τα πάντα ενωμένα. Όπως κι αν έχει, η ιδέα ότι κάτι αόρατο ελέγχει τόσα πολλά δημιουργεί ένα πολύ ανησυχητικό ερώτημα.

Το μυστήριο που δεν σταματούν να συζητούν οι επιστήμονες

Η σκοτεινή ύλη βρίσκεται στο επίκεντρο της σύγχρονης φυσικής. Σχεδόν κάθε μεγάλη θεωρία για τη λειτουργία του σύμπαντος εξαρτάται με κάποιον τρόπο από αυτήν. Χωρίς τη σκοτεινή ύλη, οι γαλαξίες θα έπρεπε να διαλύονται και τα άστρα να κινούνται διαφορετικά απ’ ό,τι παρατηρούμε. Έτσι, μοιάζει με τον αόρατο σκελετό που στηρίζει ό,τι βλέπουμε γύρω μας.

Αυτό που κάνει τη σκοτεινή ύλη τόσο απογοητευτική είναι η απροθυμία της να φανερωθεί. Δεν εκπέμπει φως ούτε αντανακλά τίποτα που να μπορούν να καταγράψουν τα τηλεσκόπια. Όσο εξελιγμένα κι αν γίνονται τα εργαλεία, εκείνη παραμένει κρυμμένη, αφήνοντας τους επιστήμονες να αναζητούν ενδείξεις αντί αποδείξεων.

Με τον καιρό, οι ενδείξεις αυτές πολλαπλασιάστηκαν. Οι γαλαξίες περιστρέφονται ταχύτερα απ’ ό,τι προβλέπουν οι υπολογισμοί, το φως λυγίζει γύρω από αόρατες μάζες. Κάτι υπάρχει, ακόμη κι αν δεν θέλει να εμφανιστεί.

Όταν οι συνηθισμένες εξηγήσεις δεν αρκούν

Για χρόνια, οι επιστήμονες πίστευαν ότι η σκοτεινή ύλη ήταν απλώς ένα ακόμη σωματίδιο που περίμενε να ανακαλυφθεί. Κατασκευάστηκαν μεγαλύτερες μηχανές, πραγματοποιήθηκαν βαθύτερα πειράματα, αλλά κάθε προσπάθεια κατέληγε στο ίδιο αποτέλεσμα — ένα απογοητευτικό αδιέξοδο.

Αυτή η αποτυχία οδήγησε σε αλλαγή σκέψης. Τι θα συνέβαινε αν η σκοτεινή ύλη δεν λείπει επειδή οι ανιχνευτές μας είναι ανεπαρκείς, αλλά επειδή δεν υπάρχει πλήρως μέσα στο σύμπαν μας; Το ερώτημα αυτό ώθησε τους ερευνητές σε ιδέες που παλαιότερα θεωρούνταν υπερβολικά τολμηρές.

Μια θεωρία που λυγίζει τα όρια της πραγματικότητας

Πρόσφατα, επιστήμονες από την Ισπανία και τη Γερμανία επανήλθαν σε μια παλαιότερη θεωρία που θυμίζει περισσότερο επιστημονική φαντασία παρά φυσική. Εξέτασαν το ενδεχόμενο το σύμπαν να περιλαμβάνει επιπλέον διαστάσεις πέρα από αυτές που βιώνουμε καθημερινά, ανοίγοντας τον δρόμο για μια ριζική αναθεώρηση του πού μπορεί να υπάρχει η ύλη.

Η έρευνά τους υποστηρίζει ότι ορισμένα θεμελιώδη σωματίδια ίσως «γλιστρούν» σε μια επιπλέον διάσταση. Από τη δική μας οπτική, θα εξαφανίζονταν, αλλά η μάζα τους θα συνέχιζε να επηρεάζει τη βαρύτητα και την κίνηση στο σύμπαν μας.

Η ιδέα βασίζεται σε ένα μοντέλο γνωστό ως «στρεβλή επιπλέον διάσταση», όπου η ύλη μπορεί να υπάρχει αρκετά κοντά ώστε να μας επηρεάζει, αλλά παραμένει αόρατη στις παρατηρήσεις μας.

Η στιγμή που εισέρχεται η πέμπτη διάσταση

Εδώ η θεωρία γίνεται ακόμη πιο τολμηρή. Οι ερευνητές προτείνουν ότι η σκοτεινή ύλη μπορεί να αποτελείται από σωματίδια, γνωστά ως φερμιόνια, τα οποία κατοικούν σε μια πέμπτη διάσταση αντί για τη δική μας. Αυτά τα σωματίδια δεν θα εμφανίζονταν σε πειράματα, απλώς επειδή δεν βρίσκονται πραγματικά εδώ.

Η πρόταση αυτή, γνωστή ως «φερμιονική σκοτεινή ύλη», εξηγεί γιατί δεκαετίες ερευνών απέτυχαν να εντοπίσουν κάτι. Τα σωματίδια δεν είναι αόρατα επειδή είναι μικροσκοπικά, αλλά επειδή υπάρχουν αλλού.

Οι επιστήμονες επισημαίνουν ότι το καθιερωμένο πρότυπο της φυσικής δεν παρέχει ικανοποιητικό υποψήφιο για τη σκοτεινή ύλη, γεγονός που ίσως δείχνει την ανάγκη για εντελώς νέα φυσική.

Πώς θα μπορούσε κάποτε να αποδειχθεί

Η ανίχνευση κάτι που υπάρχει πέρα από τη δική μας διάσταση δεν είναι εύκολη υπόθεση. Οι παραδοσιακοί ανιχνευτές δεν θα βοηθήσουν. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η βαρύτητα ίσως κρατά το κλειδί, οδηγώντας σε μια νέα μορφή αναζήτησης που υπερβαίνει τα σωματίδια.

Όργανα όπως το LIGO στις Ηνωμένες Πολιτείες και το Virgo στην Ιταλία ήδη ανιχνεύουν μικροσκοπικές κυματώσεις στον χωροχρόνο. Μελλοντικές εκδόσεις αυτής της τεχνολογίας ίσως μπορέσουν να εντοπίσουν λεπτές ενδείξεις ύλης που αλληλεπιδρά μεταξύ διαστάσεων.

Προς το παρόν, η θεωρία παραμένει υποθετική. Ωστόσο, αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες αντιλαμβάνονται το σύμπαν. Ίσως οι απαντήσεις στα μεγαλύτερα ερωτήματα της φυσικής να μην είναι χαμένες — απλώς να περιμένουν λίγο πέρα από την εμβέλειά μας.