ในช่วงทศวรรษที่ 1930 นักดาราศาสตร์ชาวสวิสชื่อ Fritz Zwicky สังเกตเห็นว่ากาแลคซีในกระจุกดาวที่ห่างไกลโคจรรอบกันเร็วกว่าที่ควรจะเป็นตามจำนวนมวลที่มองเห็นได้ เขาเสนอว่าสสารที่มองไม่เห็นซึ่งเขาเรียกว่าสสารมืดอาจดึงแรงโน้มถ่วงมาสู่กาแลคซีเหล่านี้
ตั้งแต่นั้นมา นักวิจัยยืนยันว่าสามารถพบวัสดุลึกลับนี้ได้ทั่วทั้งจักรวาล และมีปริมาณมากกว่าสสารปกติถึง 6 เท่า ซึ่งประกอบกันเป็นสิ่งของธรรมดา เช่น ดวงดาวและผู้คน แม้จะเห็นสสารมืดทั่วทั้งเอกภพ แต่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ก็ยังคงเกาหัวกับมัน ต่อไปนี้เป็นคำถามที่ยังไม่มีคำตอบที่ใหญ่ที่สุด 11 ข้อเกี่ยวกับสสารมืด
สสารมืดคืออะไร?
อย่างแรกและที่น่างงที่สุดคือ นักวิจัยยังคงไม่แน่ใจว่าสสารมืดคืออะไรกันแน่ เดิมที นักวิทยาศาสตร์บางคนสันนิษฐานว่ามวลที่หายไปในเอกภพนั้นประกอบขึ้นจากดาวฤกษ์ขนาดเล็กและหลุมดำ แม้ว่าการสังเกตอย่างละเอียดจะพบว่าวัตถุดังกล่าวยังไม่เพียงพอที่จะอธิบายถึงอิทธิพลของสสารมืดดังที่ดอน ลินคอล์น นักฟิสิกส์จากกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ Fermilab ของ Energy เคยเขียนบทความเกี่ยวกับ Live Science คู่แข่งชั้นนำในปัจจุบันสำหรับเสื้อคลุมของสสารมืดคืออนุภาคสมมุติฐานที่เรียกว่าอนุภาคมวลมากที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อนหรือ WIMP ซึ่งจะทำตัวเหมือนนิวตรอน ยกเว้นจะหนักกว่าโปรตอนระหว่าง 10 ถึง 100 เท่าตามที่ลินคอล์นเขียนไว้ ถึงกระนั้น การคาดเดานี้มีแต่จะนำไปสู่คำถามเพิ่มเติม เช่น…
เราสามารถตรวจจับสสารมืดได้หรือไม่?
หากสสารมืดสร้างจาก WIMPs พวกมันควรอยู่รอบตัวเรา มองไม่เห็นและตรวจจับแทบไม่เจอ แล้วทำไมเราถึงยังหาไม่เจอ? แม้ว่าพวกมันจะไม่โต้ตอบกับสสารธรรมดามากนัก แต่ก็มีโอกาสเล็กน้อยเสมอที่อนุภาคของสสารมืดสามารถชนอนุภาคธรรมดา เช่น โปรตอนหรืออิเล็กตรอน ขณะที่มันเดินทางผ่านอวกาศ ดังนั้น นักวิจัยจึงได้สร้างการทดลองครั้งแล้วครั้งเล่าเพื่อศึกษาอนุภาคธรรมดาจำนวนมหาศาลที่อยู่ลึกลงไปใต้ดิน ซึ่งพวกมันได้รับการปกป้องจากรังสีรบกวนที่อาจเลียนแบบการชนกันของอนุภาคสสารมืด ปัญหา? หลังจากค้นหามานานหลายทศวรรษ ไม่มีเครื่องตรวจจับใดที่ค้นพบได้อย่างน่าเชื่อถือ เมื่อต้นปีที่ผ่านมา การทดลอง PandaX ของจีนรายงานการตรวจจับ WIMP ล่าสุด ดูเหมือนว่าอนุภาคสสารมืดจะมีขนาดเล็กกว่า WIMP มากบอกกับ Live Science ในเวลานั้น
สสารมืดประกอบด้วยอนุภาคมากกว่าหนึ่งอนุภาคหรือไม่?
สสารธรรมดาประกอบด้วยอนุภาคในชีวิตประจำวัน เช่น โปรตอนและอิเล็กตรอน เช่นเดียวกับสวนสัตว์ที่มีอนุภาคแปลกใหม่ เช่น นิวตริโน มิวออน และดอกโบตั๋น ดังนั้น นักวิจัยบางคนจึงสงสัยว่าสสารมืดซึ่งมีอยู่ถึงร้อยละ 85 ของสสารในเอกภพอาจซับซ้อนเหมือนกันหรือไม่ “ไม่มีเหตุผลที่ดีที่จะสันนิษฐานว่าสสารมืดทั้งหมดในเอกภพถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคประเภทเดียว” Andrey Katz นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าวกับ Space.com เว็บไซต์ในเครือของ Live Science โปรตอนที่มืดสามารถรวมตัวกับอิเล็กตรอนมืดเพื่อสร้างอะตอมมืด ทำให้เกิดโครงร่างที่หลากหลายและน่าสนใจเช่นเดียวกับที่พบในโลกที่มองเห็น Katz กล่าว ในขณะที่ข้อเสนอดังกล่าวได้รับการจินตนาการมากขึ้นในห้องแล็บฟิสิกส์ การหาวิธียืนยันหรือปฏิเสธสิ่งเหล่านี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์หลีกเลี่ยงไม่ได้ควาร์กแปลก ๆ และ Muons โอ้มาย! อนุภาคที่เล็กที่สุดของธรรมชาติผ่าออก ]
พลังมืดมีอยู่จริงหรือ?
นอกเหนือจากอนุภาคของสสารมืดเพิ่มเติมแล้ว ยังมีความเป็นไปได้ที่ประสบการณ์ของสสารมืดจะบังคับคล้ายกับสิ่งที่สัมผัสได้จากสสารปกติ นักวิจัยบางคนค้นหา “โฟตอนมืด” ซึ่งจะเหมือนกับโฟตอนที่แลกเปลี่ยนระหว่างอนุภาคปกติที่ก่อให้เกิดแรงแม่เหล็กไฟฟ้า เว้นแต่อนุภาคสสารมืดจะสัมผัสได้เท่านั้น นักฟิสิกส์ในอิตาลีกำลังเตรียมพร้อมที่จะทุบลำแสงอิเล็กตรอนและปฏิอนุภาคของพวกมันที่รู้จักกันในชื่อ โพซิตรอน ให้กลายเป็นเพชรตามที่ Live Science รายงานไว้ก่อนหน้านี้ หากมีโฟตอนมืด คู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอนสามารถทำลายล้างและผลิตอนุภาคที่มีแรงประหลาดอันหนึ่งออกมา ซึ่งอาจเป็นการเปิดภาคส่วนใหม่ของเอกภพ
