Το egno-θέμα της Κυριακής: Συνδέεται η εξαφάνιση των δεινοσαύρων με τη σκοτεινή ενέργεια;

Από στις 26 Οκτωβρίου 2015

Υπάρχουν μερικά πράγματα που μοιάζουν να μη συσχετίζονται μεταξύ τους. Τι θα μπορούσε, για παράδειγμα, να συνδέει ένα από τα πιο δραματικά γεγονότα που συνέβησαν στον πλανήτη μας, αυτό της εξαφάνισης των δεινοσαύρων, με μια από τις πλέον μυστηριώδεις αναζητούμενες, από τους επιστήμονες οντότητες, τη σκοτεινή ύλη;

Η σκοτεινή ύλη θεωρείται ότι αποτελεί το 85% της ύλης του σύμπαντος, έχουν διαμορφωθεί διάφορες επιστημονικές υποθέσεις για την συγκρότησή της και η έρευνα για την αποκάλυψή της διενεργείται σήμερα από πολλά ερευνητικά κέντρα σε όλο τον πλανήτη. Από την άλλη μεριά η εξαφάνιση των δεινοσαύρων, ίσως να είναι ένα δραματικό παράδειγμα της συνδεσιμότητας διαφορετικών περιοχών έρευνας.

Οι επιστήμονες είναι αρκετά σίγουροι ότι δολοφόνος τους υπήρξε μια τεράστια πρόσκρουση, ωστόσο υπάρχουν ερωτήματα σχετικά με το αν ήταν ένας βραχώδης αστεροειδής που θα μπορούσε να προέρχεται μέσα από τη ηλιακό σύστημα ή ένα κομήτης προερχόμενος από τις μακρινές παρυφές, από μια τεράστια συνάθροιση παγωμένων σωμάτων που καλούνται νέφος του Όορκ, μακριά πέρα από την τροχιά του Πλούτωνα.

Αν ο δολοφόνος των δεινοσαύρων ήταν ένα κομήτης, η επόμενη ερώτηση είναι: τί του έδωσε την αρχική ώθηση προς τη Γη; Οι επιστήμονες αντιμετωπίζοντας αυτό το ερώτημα έχουν ένα επιπλέον στοιχείο: Η πρόσκρουση που προκάλεσε την εξαφάνιση των δεινοσαύρων δεν ήταν η μόνη στην ιστορία του πλανήτη. Υπήρξαν αρκετές, στην πραγματικότητα υπάρχουν στοιχεία ότι συμβαίνουν σε κανονικά-τουλάχιστον σε γαλαξιακή κλίμακα-διαστήματα μεταξύ 30 εκατομμυρίων και 35 εκατομμυρίων ετών.

Το νέφος του Όορτ είναι τόσο μακριά και οι κλίμακες χρόνου που εμπλέκονται τόσο τεράστιες που οι επιστήμονες αναζήτησαν απαντήσεις έξω από το ηλιακό σύστημα, που περιφέρεται γύρω από το κέντρο του γαλαξία κάθε 245 περίπου εκατομμύρια χρόνια (διάρκεια γνωστή και ως κοσμικό έτος), κινούμενο, καθώς το κάνει, επάνω και κάτω από το πεπλατυσμένο επίπεδο του γαλαξία. Ορισμένοι ερευνητές διερεύνησαν αν αυτή η διάβαση θα μπορούσε πιθανά να βάλει έναν κομήτη σε τροχιά σύγκρουσης με τη Γη, αλλά η ορατή ύλη στο γαλαξιακό δίσκο είναι αρκετά διασκορπισμένη έτσι που οι συγκρούσεις που θα πυροδοτούσαν δεν ταιριάζουν στο (συν)χρονισμό με αυτές πάνω στη Γη.

Εδώ μπαίνει στο προσκήνιο του δράματος η σκοτεινή ύλη. Ενώ η σκοτεινή ύλη είναι αόρατη, δεν είναι απολύτως μη-ανιχνεύσιμη. Κάθε ύλη προκαλεί μια βαρυτική έλξη και θεωρείται ότι, είναι μέσω των επιδράσεων της βαρυτικής έλξης της σκοτεινής ύλης στα ορατά αντικείμενα του σύμπαντος, που οι επιστήμονες θα γνωρίσουν ότι όντως αυτή υπάρχει.

Αντίθετα από την ορατή ύλη, ωστόσο, η σκοτεινή ύλη δεν είναι συγκεντρωμένη στον γαλαξιακό (πεπλατυσμένο) δίσκο. Θεωρείται ότι απλώνεται σε μια σφαίρα γύρω από το γαλαξιακό κέντρο που εκτείνεται πολύ επάνω και κάτω από τη συγκέντρωση των άστρων και κάθε άλλης συνηθισμένης ύλης.

Η θεωρητική φυσικός Lisa Randall, καθηγήτρια της Επιστήμης, βλέπει ενδιαφέρουσες γραμμές στοιχείων που δένουν τη σκοτεινή ύλη με τους κομήτες στο απομακρυσμένο νέφος του Όορτ, του ηλιακού μας συστήματος και από εκεί στον ηλικίας 66 εκατομμυρίων ετών κρατήρα στην ακτή Yucatán του Μεξικού.

20151027_dark-matter-and-dinosaurs-the-book280Η Randall πρώτα εξερεύνησε την ιδέα την προηγούμενη χρονιά σε άρθρο, με τη συνεργασία του επίκουρου καθηγητή φυσικής Matthew Reece, στο περιοδικό Physical Review Letters. Εμπνευσμένη από την πολύπλοκη αλυσίδα που συνδέει την σκοτεινή ύλη, τη Γη, τους δεινόσαυρους και τη σύγχρονη ζωή, η Randall αποφάσισε να διεισδύσει βαθύτερα στο θέμα και αυτό το έκανε με το νέο βιβλίο της που έχει τίτλο: «Σκοτεινή ύλη και δεινόσαυροι: Η εκπληκτική διασυνδεσιμότητα του Σύμπαντος».

«Με έχει συναρπάσει αυτή η ιστορία», δήλωσε η Randall. «Είναι εκπληκτικό για μένα να μπορώ να μιλώ για την σκοτεινή ύλη μέσω των δυνητικών συνδέσμων που βλέπουμε σήμερα».

Το βιβλίο κυκλοφορεί στις 27 Οκτωβρίου και οδηγεί τον αναγνώστη σε ένα ταξίδι στο Σύμπαν, από την «αρχή» της μεγάλης έκρηξης μέχρι το σήμερα, από την ιστορία της ζωής στην εξαφάνιση των ειδών, από το μακρινό γαλαξιακό δίσκο στα όρια της κρητιδικής και της παλαιογενούς περιόδου στη Γη, σε ένα λεπτό παγκόσμιο κάλυμμα σκόνης, που οι επιστήμονες πιστεύουν πως είναι τα στοιχεία της κατακλυσμιαίας πρόσκρουσης που έδωσε τέλος στην βασιλεία των δεινοσαύρων.

Αν υπάρχει ένα σωμάτιο σκοτεινής ύλης που είναι ικανό να εκπέμπει ενέργεια, όπως κάνει η συνηθισμένη ύλη, θα μπορούσε να ψυχθεί και να συμπυκνωθεί, σχηματίζοντας φυσικά ένα περιστρεφόμενο δίσκο γύρω από το γαλαξιακό κέντρο. Το υποτιθέμενο μέγεθος των σωματίων σκοτεινής ύλης-περίπου 100 φορές μεγαλύτερο από ότι ένα πρωτόνιο-θα δημιουργούσε ένα δίσκο 100 φορές λεπτότερο και 20 φορές πυκνότερο από ένα που θα δημιουργούσε η συνηθισμένη ύλη, αρκετά λεπτό που θα ταίριαζε με το (συν)χρονισμό των συγκρούσεων.

«Υποθέτουμε ότι η σκοτεινή ύλη είχε το δικό της φωτόνιο», είπε η Randall. «Θα μπορούσε να ακτινοβολεί και να σχηματίσει δίσκο και οι συνέπειες θα ήταν ενδιαφέρουσες».

Πηγή στοιχείων: Harvard Gazette

Πιθανώς να ενδιαφέρειDark Matter as a Trigger for Periodic Comet Impacts, Phys. Rev. Lett. 112, 161301 – Published 21 April 2014

Κωνσταντίνος Ζώκος

Κωνσταντίνος Ζώκος

Φυσικός, Δάσκαλος Φυσικής