Vi vet at mørk materie eksisterer. Dessuten ville det være hardt presset på forskere for å forklare hva som står for gravitasjonseffektene de rutinemessig ser på jobb i kosmos.
I flere tiår har forskere forsøkt å bevise sin eksistens ved å knuse protoner sammen i Large Hadron Collider. Dessverre har denne innsatsen ikke gitt noen konkrete bevis.
Derfor kan det være på tide å revurdere mørk materie. Og fysikerne David M. Jacobs, Glenn D. Starkman og Bryan Lynn fra Case Western Reserve University har en teori som gjør nettopp det, selv om det høres litt rart ut.
I sin nye studie argumenterer de for at i stedet for mørk materie bestående av elementære partikler som er usynlige og ikke avgir eller absorberer lys og elektromagnetisk stråling, tar den form av biter av materie som varierer mye når det gjelder masse og størrelse.
Som det står, er det mange ledende kandidater for hva mørk materie kan være, som spenner fra svakt samvirke massive partikler (aka WIMPs) til aksjoner. Disse kandidatene er attraktive, spesielt WIMP-er, fordi eksistensen av slike partikler kan bidra til å bekrefte supersymmetri-teorien - noe som igjen kan bidra til en fungerende teori om alt (ToE).
Men foreløpig er det ikke oppnådd bevis som definitivt beviser eksistensen av noen av dem. Utover å være nødvendig for at generell relativitet skal fungere, virker denne usynlige massen innhold forbli usynlig for påvisning.
I følge Jacobs, Starkman og Lynn, kan dette indikere at mørk materie eksisterer innenfor rammen av normal materie. Spesielt vurderer de muligheten for at mørk materie består av makroskopiske gjenstander - som de kaller “Makroer” - som kan karakteriseres i enheter på henholdsvis gram og kvadratcentimeter.
Makroer er ikke bare betydelig større enn WIMPS og aksjoner, men kan potensielt settes sammen av partikler i standardmodellen for partikkelfysikk - for eksempel kvarker og leptoner fra det tidlige universet - i stedet for å kreve ny fysikk for å forklare deres eksistens. WIMPS og aksjoner forblir mulige kandidater for mørk materie, men Jacobs og Starkman hevder at det er en grunn til å søke andre steder.
"Muligheten for at mørk materie kan være makroskopisk og til og med dukke opp fra standardmodellen er en gammel, men spennende en," sa Starkman til Space Magazine, via e-post. "Det er den mest økonomiske muligheten, og i møte med at vi hittil ikke har funnet kandidater til mørk materie i detektorene for mørke stoffer, eller å få dem til i akseleratorene våre, er det en som fortjener vår fornyede oppmerksomhet."
Etter å ha eliminert de fleste vanlige saker - inkludert mislykkede Jupiters, hvite dverger, nøytronstjerner, stjernersorte hull, de sorte hullene i sentrum av galakser og nøytrinoer med mye masse - som mulige kandidater, snudde fysikere fokuset på eksotikken.
Likevel sto stoff som var et sted mellom vanlige og eksotiske - pårørende til nøytronstjerner eller store kjerner - igjen på bordet, sa Starkman. "Vi sier pårørende fordi de sannsynligvis har en betydelig blanding av rare kvarker, som er laget i gasspedaler og vanligvis har ekstremt korte liv," sa han.
Selv om rare kvarker er svært ustabile, påpeker Starkman at nøytroner også er svært ustabile. Men i helium, bundet med stabile protoner, forblir nøytroner stabile.
"Det åpner muligheten for at stabile underlige kjernefysiske stoffer ble laget i det tidlige universet og mørk materie er ikke annet enn biter av underlige kjernefysiske stoffer eller andre bundne tilstander av kvarker eller av baryoner, som i seg selv er laget av kvarker," sa Starkman.
Slik mørk materie ville passe til standardmodellen.
Dette er kanskje det mest tiltalende aspektet av makrosteorien: forestillingen om at mørk materie, som vår kosmologiske modell av universet er avhengig av, kan bevises uten behov for ytterligere partikler.
Likevel, ideen om at universet er fylt med en tykk, usynlig masse i stedet for utallige usynlige partikler, gjør at universet virker litt fremmed, ikke sant?
