Μια αινιγματική ουσία μπορεί να είναι παλαιότερη από το Σύμπαν — και ίσως αθάνατη

Η σκοτεινή ύλη είναι η αόρατη, αινιγματική ουσία που «κυβερνά» το γνωστό σύμπαν, όπως το κατανοούν σήμερα οι επιστήμονες. Οι επιστήμονες δεν μπορούν ακόμη να την καταλάβουν πλήρως άλλα μπορούν να την διακρίνουν από την επιρροή που έχει στις κινήσεις των άστρων, στον σχηματισμό των γαλαξιών, την ίδια την εξέλιξη του σύμπαντος. Μάλιστα, νέες θεωρίες υποστηρίζουν πως η σκοτεινή ύλη, μπορεί να είναι αρχαιότερη από το ίδιο το σύμπαν και να είναι αθάνατη.

Ορατή μόνο μέσα από τη βαρύτητα
Η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης δεν είναι εικασία. Οι επιστήμονες την βλέπουν μέσω των βαρυτικών της επιδράσεων εδώ και σχεδόν έναν αιώνα: πρώτα στις παρατηρήσεις του Φριτς Ζβίκυ το 1930, που παρατήρησε ότι τα άστρα μέσα στα σμήνη γαλαξιών κινούνται πιο γρήγορα απ’ όσο θα επέτρεπε η ορατή ύλη. Και ύστερα, τη δεκαετία του ’70, όταν η Βέρα Ρούμπιν ανακάλυψε πως οι ίδιοι οι γαλαξίες περιστρέφονται πολύ ταχύτερα απ’ ό,τι θα έπρεπε, σε σημείο που θα έπρεπε να διαλύονται αντί απλώς να περιστρέφονται.

Έτσι, οι επιστήμονες κατέληξαν ότι περίπου το 80% της ύλης στο σύμπαν θα πρέπει είναι αόρατη.

Το τι ακριβώς είναι, ωστόσο, η σκοτεινή ύλη κανείς δεν ξέρει. Και οι θεωρίες για το πότε δημιουργήθηκε είναι ακριβώς αυτό που αρχίζει να αμφισβητεί όσα οι επιστήμονες γνωρίζουν και καταλαβαίνουν για το σύμπαν.

Πιο παλιά απ’ το Big Bang;

Σύμφωνα με τη συμβατική θεωρία, τα πάντα στο σύμπαν ήταν αποτελέσμα της Μεγάλης Έκρηξης, του Big Bang. Αλλά στην πραγματικότητα, το Big Bang ίσως ήταν το τελευταίο βήμα μιας πολύ πιο ριζοσπαστικής φάσης: της κοσμικής πληθωριστικής διαστολής.

Στιγμές πριν εμφανιστεί η γνωστή ύλη και ακτινοβολία, ένα πεδίο εξωτικών κβαντικών δυνάμεων φούσκωσε το σύμπαν από το τίποτα στις αδιανόητες διαστάσεις που γνωρίζουμε πως έχει σήμερα. Κι όταν αυτές οι δυνάμεις έσβησαν, το σύμπαν «έσκασαε» κυριολεκτικά απόενέργεια και σωματίδια, που αργότερα έδωσαν ζωή στα άστρα και στους γαλαξίες.

Υπάρχουν επιστημονικές θεωρίες που λένε ότι τότε γεννήθηκε και η σκοτεινή ύλη.

Ωστόσο, υπάρχουν και επιστήμονες που υποστηρίζουν ότι η σκοτεινή ύλη μπορεί να υπήρχε και πριν το Big Bang.

Το 2019, ο Τομμι Τένκανεν του Johns Hopkins πρότεινε ότι η σκοτεινή ύλη δημιουργήθηκε από τις ίδιες τις δυνάμεις του πληθωρισμού της κοσμικής διαστολής, δηλαδή πριν ακόμη το σύμπαν πάρει τη μορφή του. Το 2024, η Καθρίν Φρις από το Πανεπιστήμιο του Τέξας ανέπτυξε μια νέα θεωρία, με την ονομασία WIFI (Warm Inflation during Freeze-In), που εμβαθύνει αυτή την ιδέα.

Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η σκοτεινή ύλη δημιουργήθηκε στην «εκκίνηση» του πληθωρισμού, και κατάφερε να επιβιώσει από την εκρηκτική διαστολή, χωρίς να αραιωθεί σε μη ανιχνεύσιμα επίπεδα. Αυτό σημαίνει ότι η σκοτεινή ύλη προϋπήρχε των κανονικών σωματιδίων.

Η μακροβιότητα της σκοτεινής ύλης εξαρτάται από το τι ακριβώς είναι. Αν πρόκειται για θεμελιώδη σωματίδια, που δεν μπορούν να διασπαστούν περαιτέρω, τότε θα επιβιώσουν για πάντα. Αυτό σημαίνει ότι η σκοτεινή ύλη είναι αιώνια και αθάνατη.

Αν, όμως, αλληλεπιδρούν έστω και σπάνια με άλλες μορφές ύλης, τότε κάπου στο σύμπαν θα έπρεπε να βλέπουμε τα σημάδια αυτής της αλληλεπίδρασης: μία αχνή, αλλά χαρακτηριστική λάμψη σε ένα πολύ συγκεκριμένο μήκος κύματος.

Το 2025, μια ερευνητική ομάδα υπό τον Γουέν Γιν στο Πανεπιστήμιο Metropolitan του Τόκιο, εξέτασε νάνους γαλαξιούς, πλούσιους σε σκοτεινή ύλη, ακριβώς για να βρει αυτά τα σημάδια. Παρόλα αυτά, δεν βρήκαν τίποτα. Αυτό σημαίνει ότι, αν η σκοτεινή ύλη διασπάται, τότε το κάνει εξαιρετικά σπάνια, σε σημείο που δεν μπορεί ακόμη να εντοπιστεί.

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των επιστημόνων, η σκοτεινή ύλη θα πρέπει να υπάρχει τουλάχιστον 10¹⁷ χρόνια, δέκα εκατομμύρια, δηλαδή, φορές περισσότερο από την τωρινή ηλικία του σύμπαντος.

Όλα δείχνουν πως η σκοτεινή ύλη, ό,τι κι αν είναι, ίσως υπήρχε πριν το σύμπαν και ίσως εξακολουθεί να υπάρχει και όταν το σύμπαν σβήσει.