Wszechświat, który obserwujemy, to zaledwie wierzchołek góry lodowej. Możliwe, że w jego wnętrzu czai się coś, co wymyka się standardowemu rozumieniu – niewidzialne "bozonowe gwiazdy" zbudowane z egzotycznej formy materii, która nie emituje światła. Jak niby możliwe jest to, że owe gwiazdy są dla nas niewidoczne i jakie zjawiska za tym stoją?
Ciemna materia (według konsensusu) stanowi około 25% bilansu masy i energii w kosmosie. Nie emituje światła ani promieniowania, więc jest dla nas nieuchwytna, choć jej "istnienie" zdradzają oddziaływania grawitacyjne. Przez dekady fizycy poszukiwali cząstek, które mogłyby rzucić na ten temat nieco więcej światła. WIMP-y (czyli słabo oddziałujące masywne cząstki) długo były głównymi podejrzanymi, ale brak bezpośrednich dowodów na ich istnienie zmusił badaczy do fundamentalnych zmian. I tu pojawiają się aksjony – jedne z najciekawszych cząstek elementarnych, które podejrzewamy o bliskie związki z ciemną materią.
Polecamy na Geekweek: Trump obiecuje Gwiezdne wrota. Musk twierdzi, że nie ma na to kasy
Aksjony narodziły się jako rozwiązanie problemu symetrii w oddziaływaniach silnych, co wiąże protony i neutrony w jądrze atomowym. Ich pierwotnym celem było uporządkowanie równań fizycznych, jednak aksjony zdają się nam "pasować" jako składnik... ciemnej materii. Są one niewiarygodnie lekkie – nawet biliony razy lżejsze od neutrina – i zachowują się jak fale kwantowe w skali makroskopowej.
Jest kilka rzeczy, które wyróżniają aksjony. Są bozonami, co oznacza, że mogą dzielić ten sam stan kwantowy i gromadzić się w ogromnych ilościach na niewielkiej przestrzeni. Co więcej, ich właściwości pozwalają im tworzyć niewidzialne "bozonowe gwiazdy". Te nie emitują światła, za to mogą osiągać masę zwykłych gwiazd, a nawet całych jąder galaktyk.
Gwiazdy bozonowe powstają, gdy aksjony zapadają się pod wpływem własnej grawitacji, tworząc niezwykle gęste struktury. Taki obiekt nie świeci, nie oddziałuje z normalną materią, a mimo to zachowuje się jak gwiazda. Może kryć się w odległych zakątkach wszechświata, a być może nawet bliżej, niż nam się wydaje.
Badacze postulują, że gwiazdy bozonowe są w stanie zakłócać mechanizmy w innych gwiazdach, a nawet wybuchać w spektakularnych bosenowach. Wykrycie ich graniczy z cudem, można je stwierdzić jedynie po wpływie na otoczenie, jaki wywierają.
Czytaj również: Czym może być „ciężka ciemna materia”? Naukowcy odpowiadają
Całość brzmi jak science fiction. Jeśli aksjony istnieją, mogą dostarczyć brakującego elementu układanki w poszukiwaniu ciemnej materii. Trudność w wykryciu sprawia, że pozostają one jedną z największych zagadek współczesnej fizyki.
Czy możemy je kiedykolwiek zobaczyć? To akurat kwestia otwarta. Gwiazda bozonowa mogłaby ujawnić się, zakłócając inne zjawiska w kosmosie, ale potrzebujemy bardziej zaawansowanych technologii, by takie sygnały wychwycić. Niemniej, wizja wszechświata pełnego cichych, tajemniczych "ciemnych gwiazd" ekscytuje i istotnie inspiruje naukowców do dalszych badań. Kto wie, może kiedyś uda się w pełni tego typu stan rzeczy potwierdzić.
Aksjony i gwiazdy bozonowe są jednym z najbardziej intrygujących wątków w poszukiwaniu "brakującej materii" w kosmosie. Ich istnienie wciąż pozostaje hipotezą, a potencjalne odkrycia związane z tymi cząstkami mogą grubo namieszać w tym, jak pojmujemy Wszechświat.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
