Timp de decenii, fizica a funcționat cu o certitudine incomodă: 75% din Univers ne este complet invizibil. Nu este o materie îndepărtată sau greu de observat, ci o prezență fantomatică ce ne înconjoară, o forță gravitațională fără sursă aparentă care împiedică galaxiile să se destrame. Am numit-o „materie întunecată”, un nume ce reflectă mai mult ignoranța noastră decât natura ei. Acum, însă, o teorie elegantă propune o soluție radicală: dacă nu o putem vedea, este pentru că ea nu se află, de fapt, în universul nostru, ci privește înăuntru dintr-o a cincea dimensiune.
Enigma materiei întunecate: calea către a cincea dimensiune
Modelul Standard al fizicii particulelor, deși incredibil de precis, are punctele sale oarbe. „Există încă unele întrebări care nu au un răspuns în cadrul [Modelului Standard]. Unul dintre cele mai semnificative exemple este așa-numita problemă a ierarhiei, întrebarea de ce bosonul Higgs este mult mai ușor decât scala caracteristică a gravitației.”, explică autorii unui nou studiu îndrăzneț.
Însă cea mai frapantă lacună este alta: Modelul Standard nu poate explica existența materiei întunecate. Această substanță misterioasă nu este doar o curiozitate teoretică; este „factorul X” indispensabil care explică de ce galaxiile nu se destramă și cum funcționează gravitația la scară largă. Cu toate acestea, ea nu interacționează cu materia vizibilă. Este un actor tăcut și invizibil, a cărui prezență o deducem doar din efectele sale gravitaționale. „Știm că nu există niciun candidat viabil [pentru materia întunecată] în [Modelul Standard]”, afirmă cercetătorii, „așadar, acest fapt necesită deja existența unei noi fizici”.
O idee veche, o viziune nouă
Intră în scenă o idee propusă pentru prima dată în anul 1999: teoria „dimensiunilor suplimentare deformate” (Warped Extra Dimensions – WED). Deși nu este nouă, o echipă de oameni de știință din Spania și Germania i-a oferit recent o nouă viață, publicându-și concluziile în prestigiosul The European Physical Journal C. Aceasta este prima lucrare care folosește coerent acest model pentru a oferi o explicație elegantă pentru misterul materiei întunecate.
Teoria lor postulează existența unei a cincea dimensiuni, una „deformată” sau „curbată”. În acest cadru teoretic, anumite particule fundamentale, cunoscute sub numele de fermioni, nu sunt captive în cele patru dimensiuni ale noastre (trei spațiale și una temporală). Ei pot călători.
Portalul fermionic către a cincea dimensiune
Piesa centrală a acestui nou model este modul în care fermionii comunică cu această a cincea dimensiune. Conform studiului, matematica permite existența unor portaluri prin care aceste particule pot pătrunde în spațiul curbat al celei de-a cincea dimensiuni. Odată ajunse acolo, ele se manifestă diferit, creând ceea ce autorii numesc „relicve de materie întunecată” sau „materie întunecată fermionică”.
Practic, acest „sector întunecat” al realității, populat de fermioni călători, ar putea fi chiar cantitatea uriașă de materie întunecată care a scăpat până acum oricărei metode de detecție. Fermionii blocați în acest portal dimensional nu sunt materie întunecată în sensul clasic; ei „acționează ca” materie întunecată din perspectiva noastră, exercitând influența gravitațională necesară fără a interacționa direct cu lumea noastră.
De la teorie la observație: cum găsim portalul?
Marea provocare pentru orice teorie despre materia întunecată a fost întotdeauna verificarea experimentală. Cum putem observa ceva ce, prin definiție, este invizibil? Aici, noua teorie oferă o cale neașteptat de concretă.
Vibrațiile acestui proces – trecerea fermionilor prin portalul dimensional – nu ar fi silențioase. Ele ar trebui să genereze unde gravitaționale, ondulații în însuși țesutul spațiu-timp. Iar pentru a le detecta, am avea nevoie doar de un instrument suficient de sensibil. Vestea bună este că astfel de instrumente, detectoarele de unde gravitaționale, devin din ce în ce mai puternice și mai răspândite pe glob, conform Popular Mechanics.
Realitatea pe care o percepem cu simțurile și instrumentele noastre ar putea fi doar o umbră palidă a unei structuri cosmice mult mai vaste. Pentru prima dată, nu doar că suspectăm acest lucru, dar avem și o hartă teoretică și uneltele necesare pentru a căuta, în sfârșit, ușa către această realitate ascunsă. Răspunsul la una dintre cele mai mari enigme ale fizicii ar putea fi, literalmente, chiar după colț, așteptând să fie scos la lumină de următoarea undă gravitațională.
