Teame, et tume aine on olemas. Veelgi enam, teadlastel oleks raske seletada, mis kajastub gravitatsioonilistel mõjudel, mida nad tavaliselt kosmoses töötades näevad.
Aastakümnete vältel on teadlased püüdnud selle olemasolu tõestada, purustades prootonid ühes suures hadronikollektoris. Kahjuks pole need jõupingutused andnud konkreetseid tõendeid.
Seega võib olla aeg tumeaine ümber mõelda. Ja füüsikud David M. Jacobs, Glenn D. Starkman ja Bryan Lynn Case Western Reserve'i ülikoolist omavad teooriat, mis just seda ka teeb, isegi kui see kõlab natuke kummaliselt.
Uues uurimuses väidavad nad, et nähtamatutest elementaarsetest osakestest koosneva tumeda aine asemel, mis ei eralda ega neela valgust ega elektromagnetilist kiirgust, toimub see aine tükkidena, mille mass ja suurus on väga erinevad.
Praeguses seisukorras on palju juhtivaid kandidaate selle jaoks, mis võiks olla tumeaine, ulatudes nõrgalt interakteeruvatest massiivsetest osakestest (aka WIMP) aksioonideni. Need kandidaadid on atraktiivsed, eriti WIMP-id, kuna selliste osakeste olemasolu võib aidata kinnitada supersümmeetria teooriat - see võib omakorda aidata viia toimiva kõike käsitleva teooria juurde.
Kuid siiani ei ole suudetud hankida ühtegi tõendit, mis tõestaks lõplikult kummagi olemasolu. Peale selle, et üldrelatiivsus toimiks, näib see nähtamatu mass, et sisu jääb selle tuvastamiseks nähtamatuks.
Jacobsi, Starkmani ja Lynni sõnul võib see näidata, et tume aine eksisteerib normaalse mateeria valdkonnas. Eelkõige käsitlevad nad võimalust, et tumeaine koosneb makroskoopilistest objektidest - mida nad nimetavad makrodeks -, mida saab iseloomustada vastavalt grammides ja ruutsentimeetrites.
Makrod pole mitte ainult märkimisväärselt suuremad kui WIMPS ja aksioonid, vaid neid saab osakeste füüsika tavamudelis - näiteks kvarke ja leptoneid sisaldavast osakestest - potentsiaalselt osakestest kokku panna, selle asemel, et nõuda uut füüsikat nende olemasolu selgitamiseks. WIMPS ja aksioonid on tumeda aine võimalikud kandidaadid, kuid Jacobs ja Starkman väidavad, et mujalt on põhjust otsida.
"Võimalus, et tumeaine võib olla makroskoopiline ja ilmneda isegi standardmudelist, on vana, kuid põnev," rääkis Starkman kosmoseajakirjale meili teel. "See on kõige ökonoomsem võimalus ja pidades silmas senist suutmatust leida tumeaine kandidaate oma tumeaine detektoritest või teha neid meie kiirenditesse, väärib see meie uut tähelepanu."
Pärast enamiku tavaliste ainete - sealhulgas ebaõnnestunud Jupiterite, valgete kääbuste, neutrontähtede, täheliste mustade aukude, galaktikate keskuste mustade aukude ja rohke massiga neutriinode - eemaldamist võimalike kandidaatidena pöörasid füüsikud tähelepanu eksootikale.
Sellegipoolest jäeti lauale küsimus, mis asus kuskil tavalise ja eksootilise vahel - neutrontähtede või suurte tuumade sugulased -, ütles Starkman. "Me räägime sugulastest, kuna neil on ilmselt palju segusid kummalisi kvarke, mis on tehtud kiirendites ja millel on tavaliselt äärmiselt lühike eluiga," ütles ta.
Ehkki kummalised kvargid on väga ebastabiilsed, juhib Starkman tähelepanu sellele, et ka neutronid on väga ebastabiilsed. Stabiilsete prootonitega seotud heeliumis püsivad neutronid aga stabiilsena.
"See avab võimaluse, et varajases universumis tehti stabiilset imelikku tuumamaterjali ja tumeaine pole midagi muud kui kummaliste tuumamaterjalide tükid või muud seotud kvarkide või boroonide tükid, mis on ise kvarkidest valmistatud," ütles Starkman.
Selline tume aine sobiks tavamudeliga.
See on võib-olla Makrode teooria kõige ahvatlevam aspekt: arusaam, et tumeainet, millest sõltub meie universumi kosmoloogiline mudel, saab tõestada ilma täiendavate osakeste vajaduseta.
Kuid mõte, et universum on täidetud pigem turske, nähtamatu massi kui lugematute nähtamatute osakestega, teeb universumi siiski pisut võõramaks, kas pole?
