Δεν εκπέμπει φως, δεν αντανακλά το φως που πέφτει πάνω της και δεν εμφανίζεται σε ένα τηλεσκόπιο όπως ένα αστέρι. Κι όμως, οι επιστήμονες θεωρούν ότι η σκοτεινή ύλη αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της ύλης του Σύμπαντος.
Πώς γνωρίζουν ότι βρίσκεται εκεί; Από την επίδραση που φαίνεται να ασκεί με τη βαρύτητά της σε όσα μπορούν να παρατηρήσουν: στους γαλαξίες, στην κίνησή τους και στο φως που ταξιδεύει από μακρινούς κόσμους προς τη Γη.
Η 31η Οκτωβρίου έχει καθιερωθεί από επιστημονικούς φορείς ως Ημέρα Σκοτεινής Ύλης, μια αφορμή για να γνωρίσει το κοινό τόσο τα στοιχεία που έχουν συγκεντρώσει οι ερευνητές όσο και το ερώτημα που παραμένει ανοιχτό: από τι αποτελείται;
Το μεγαλύτερο μέρος της ύλης παραμένει αόρατο
Τα άστρα, οι πλανήτες και οι άνθρωποι αποτελούνται από συνηθισμένη ύλη. Με βάση τις σημερινές εκτιμήσεις της κοσμολογίας, όμως, η συνηθισμένη ύλη αντιστοιχεί μόνο περίπου στο 5% του συνολικού περιεχομένου ύλης και ενέργειας του Σύμπαντος.
Η σκοτεινή ύλη εκτιμάται γύρω στο 27%, ενώ το μεγαλύτερο υπόλοιπο αποδίδεται στη σκοτεινή ενέργεια.
Παρά τα ονόματά τους, σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια δεν είναι το ίδιο πράγμα. Η πρώτη συνδέεται με τη βαρυτική συγκρότηση των κοσμικών δομών. Η δεύτερη είναι η ονομασία που δίνεται σε αυτό που φαίνεται να συνδέεται με την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος.
Αν μετρήσουμε μόνο την ύλη, η σκοτεινή υπολογίζεται ότι αποτελεί περίπου το 85% της συνολικής ποσότητάς της.
Ένας χάρτης του αόρατου
Ένας τρόπος να μελετηθεί η σκοτεινή ύλη είναι να εξεταστεί πώς η βαρύτητα παραμορφώνει το φως μακρινών γαλαξιών. Το φαινόμενο ονομάζεται βαρυτικός φακός.
Όταν το φως περνά από μια περιοχή όπου υπάρχει μεγάλη συγκέντρωση μάζας, η διαδρομή του επηρεάζεται. Μελετώντας πολύ μικρές παραμορφώσεις σε πολλούς γαλαξίες, οι ερευνητές μπορούν να εκτιμήσουν πού συγκεντρώνεται η μάζα – και μαζί της η σκοτεινή ύλη.
Με αυτόν τον τρόπο δημιουργήθηκε και χάρτης από δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb, ο οποίος παρουσιάστηκε το 2026. Στην εικόνα της NASA οι μπλε περιοχές δείχνουν την εκτιμώμενη κατανομή της σκοτεινής ύλης.
Το μπλε χρώμα δεν σημαίνει ότι το τηλεσκόπιο φωτογράφισε απευθείας τη σκοτεινή ύλη. Είναι η οπτική αποτύπωση ενός χάρτη που προέκυψε από τη μελέτη της βαρυτικής της επίδρασης.
Η αναζήτηση και στο CERN
Το μυστήριο δεν απασχολεί μόνο τα τηλεσκόπια. Στο CERN, το πείραμα NA64 αναζητά εδώ και μία δεκαετία ενδείξεις για σωματίδια που θα μπορούσαν να συνδέονται με τη σκοτεινή ύλη.
Οι ερευνητές μετρούν την ενέργεια σωματιδίων πριν και μετά την αλληλεπίδρασή τους με τον ανιχνευτή. Μια ανεξήγητη διαφορά θα μπορούσε να δείχνει ότι κάτι διέφυγε χωρίς να καταγραφεί.
Μέχρι στιγμής, όπως εξηγεί το CERN, οι μετρήσεις δεν έχουν δώσει σήμα πέρα από εκείνα που μπορούν να εξηγήσουν οι γνωστές διεργασίες. Έχουν όμως βοηθήσει τους επιστήμονες να περιορίσουν ορισμένα από τα πιθανά σενάρια.
Το επόμενο βλέμμα στο Σύμπαν
Στην αναζήτηση θα συμβάλουν και νέες διαστημικές αποστολές. Στις 22 Οκτωβρίου, η NASA ανακοίνωσε ότι το διαστημικό τηλεσκόπιο Nancy Grace Roman μπήκε στην τελική φάση προετοιμασίας και δοκιμών πριν από τις επιστημονικές του παρατηρήσεις.
Ανάμεσα στους στόχους του είναι η μελέτη μεγάλων περιοχών του ουρανού, ώστε οι αστρονόμοι να εξετάσουν πώς σχηματίστηκαν και εξελίχθηκαν οι γαλαξίες και ποιον ρόλο έπαιξαν η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια.
Η σκοτεινή ύλη εξακολουθεί να μην έχει αποκαλύψει τη φύση της. Τα ίχνη της, όμως, οδηγούν τους ερευνητές από τους ανιχνευτές στη Γη μέχρι τις πιο μακρινές εικόνες του διαστήματος.
