Meje fizike: Lahko vrsta temne snovi povzroči kolaps vesolja?

Meje fizike: Lahko vrsta temne snovi povzroči kolaps vesolja?

Temna snov ostaja ena največjih ugank sodobne fizike. Čeprav je nevidna in še vedno le teoretično dokazana, njeni gravitacijski učinki potrjujejo njen obstoj. Domneva se, da predstavlja kar 27 odstotkov celotnega vesolja, medtem ko je preostanek sestavljen iz temne energije in običajne (barionske) snovi, piše Popular Mechanics. Njena masa vpliva na gravitacijske interakcije v vesolju, kljub temu pa se ne zdi, da bi znatno vplivala na vidno snov.

Raziskave kažejo, da bi lahko subatomski delec, znan kot Higgsov bozon, deloval kot posrednik med delcem temne snovi in delcem običajne snovi. Higgsov bozon je ključen za mehanizem, s katerim delci pridobijo maso, kar je temeljno načelo standardnega modela fizike. Vendar pa znanstveniki opozarjajo, da bi lahko pretežka temna snov ogrozila stabilnost Higgsovega bozona in s tem porušila fizikalne zakone, ki omogočajo obstoječe interakcije v vesolju.

Meje mase temne snovi in njen vpliv na Higgsov bozon

Raziskovalci z Indijskega inštituta za znanost v Bhopalu so izvedli študijo, ki nakazuje, da obstaja zgornja meja, kako težka lahko postane temna snov, preden začne vplivati na Higgsov bozon in s tem destabilizira fizikalne zakone vesolja. Njihova ugotovitev temelji na izračunih interakcij Higgsovega bozona s hipotetičnimi težkimi delci temne snovi.

V skladu s študijo, ki je bila objavljena na strežniku za predtisk arXiv, bi prekomerno težka temna snov lahko povzročila spremembe v Higgsovem polju. Ker je Higgsov bozon odgovoren za podeljevanje mase drugim delcem, bi njegove motnje povzročile domino učinek v celotnem vesolju.

Raziskovalna ekipa je uporabila kompleksne numerične modele, s katerimi so analizirali, kako bi temna snov z maso nad nekaj tisoč gigaelektronvoltov (GeV) vplivala na interakcije Higgsovega bozona, ki ima maso približno 125 GeV. Njihovi rezultati kažejo, da bi v primeru, ko bi bila temna snov pretežka, Higgsov bozon postal nestabilen in bi izgubil sposobnost interakcije z drugimi delci, kar bi vodilo do nepredstavljivih posledic.

Možen scenarij: kolaps vesolja?

Če bi bilo v vesolju dovolj težke temne snovi, bi lahko njeni učinki na Higgsov bozon povzročili zrušitev standardnega modela fizike. Vse interakcije, ki so ključne za strukturo in obnašanje vesolja, bi se ustavile. Delci bi izgubili svoje lastnosti, sile, ki držijo atome skupaj, bi prenehale delovati, galaksije bi se razkrojile in vesolje, kot ga poznamo, bi dobesedno prenehalo obstajati.

Skupina raziskovalcev v študiji poudarja: “Razpon mase težke temne snovi je mogoče v celoti izključiti, ko upoštevamo velike popravke Higgsove mase, ki jih povzroča tako težka temna snov.” To pomeni, da mora biti temna snov pod določeno težo, da lahko ostane standardni model fizike stabilen.

Čeprav so ugotovitve študije skrb vzbujajoče, ostajajo le teoretične. Da bi lahko potrdili, ali obstajajo zgornje meje za maso temne snovi, bo potrebnih še veliko nadaljnjih raziskav in eksperimentov. Fiziki bodo morali preučiti različne scenarije in modele, da bi natančneje določili lastnosti temne snovi ter ugotovili, ali bi morala biti lahka ali težka.

Narava temne snovi ostaja zavita v skrivnost, vendar je jasno, da bi njeno razumevanje lahko razkrilo globoke resnice o tem, kako deluje naše vesolje in kakšne so njegove meje stabilnosti.

Portal24; Foto: Freepik

Objava Meje fizike: Lahko vrsta temne snovi povzroči kolaps vesolja? je bila najprej objavljena na Portal24.