Nevidna civilizacija lahko obstaja tik pred nosom. Čeprav vemo, da je navadna materija odgovorna za le 1/20 energije Vesolja in 1/6 energije, ki jo prenaša materija (in vse ostalo gre na račun temne energije), menimo, da je navadna materija zelo pomembna sestavina. Z izjemo kozmologov se skoraj vsi ljudje osredotočajo na navadno materijo, čeprav z energijskega vidika to ni tako pomembno.
Navadna zadeva nam je seveda bolj draga, ker smo narejeni iz nje - kot ves oprijemljivi svet, v katerem živimo. A zanima nas tudi zaradi bogate raznolikosti njenih interakcij. Medsebojno delovanje navadne materije vključuje elektromagnetno, šibko in močno - pomagajo materiji, da tvori zapletene goste sisteme. Zahvaljujoč gravitacijskim silam narave, ki so odgovorne za interakcije, ne obstajajo samo zvezde, temveč kamni, oceani, rastline in živali. Tako kot na odganjalca bolj vpliva alkohol kot druge sestavine piva, tako navadna snov, čeprav nosi majhen del energijske gostote, vpliva na sebe in na okolje veliko bolj opazno kot nekaj, kar je le mimo.
Vidno snov, ki nam je znana, lahko štejemo za privilegiran odstotek - natančneje, 15% - snovi. V podjetjih in politiki 1% ljudi vpliva na odločitve in pravila, preostalih 99% prebivalstva pa nudi infrastrukturo in podporo - vzdržuje stavbe, vodi mesta in dostavlja hrano. Prav tako navadna materija vpliva na skoraj vse, kar opazujemo, in temna snov v svoji številčnosti in vseprisotnosti pomaga ustvariti grozde in galaksije, zagotavlja nastanek zvezd, vendar ima malo vpliva na naše neposredno okolje.
Strukture blizu nas vodijo navadne materije. Odgovoren je za gibanje naših teles, za vire energije, ki napajajo naše gospodarstvo, za računalniški zaslon ali papir, na katerem to berete, in za skoraj vse, kar si lahko predstavljate. Če nekaj posega tako, da ga je mogoče izmeriti, je vredno pozornosti, saj lahko vpliva na naše okolje.
Običajno temna snov nima tako zanimivega vpliva in strukture. Domneva se, da je temna snov lepilo, ki drži galaksije in njihove grozde v amorfnih oblakih. Toda kaj, če ne gre, in naše napačne predstave povzročajo samo naša pristranskost - in nevednost, koren pristranskosti?
V standardnem modelu je šest vrst kvarkov, tri vrste nabitih leptonov (vključno z elektronom), tri vrste nevtrinov, delci, ki so odgovorni za vse sile, in novopečeni Higgsov bozon. Kaj pa, če svet temne snovi morda ni toliko, a tudi raznolik? V tem primeru bodo interakcije temne snovi zanemarljive, majhen del nje pa bo vplival na sile, ki so podobne silam navadne materije. Bogata in zapletena struktura delcev in sil Standardnega modela je odgovorna za številne zanimive pojave. Če ima temna snov interaktivno komponento, je lahko tudi vplivna.
Če bi bili bitja, sestavljena iz temne snovi, bi bilo napačno verjeti, da so vsi delci navadne snovi enaki. Morda ljudje iz navadne materije delajo isto napako. Glede na zapletenost fizike delcev SM, ki opisuje najpreprostejše sestavine snovi, ki so nam znane, se zdi čudno domnevati, da vsa temna snov sestavlja samo ena vrsta delcev. Zakaj ne bi domnevali, da je nek del podvržen lastnim interakcijam?
V tem primeru, tako kot navadna snov je sestavljena iz različnih vrst delcev in vsi ti temeljni sestavni deli medsebojno delujejo skozi različne kombinacije nabojev, temna snov bo imela tudi različne sestavne dele - in vsaj ena vrsta takšnih delcev bo sodelovala v negravitacijskih interakcijah … Na nevtrine SM ne vplivajo električna sila ali močne interakcije, za razliko od šestih vrst kvarkov.
Promocijski video:
Prav tako je možno, da ena vrsta delcev temne snovi šibko ali ne vpliva na nič, razen z gravitacijo, vendar približno 5% delcev doživi druge interakcije. Na podlagi preučevanja navadne snovi lahko rečemo, da je ta možnost bolj verjetna kot običajna domneva o prisotnosti enega šibko delujočega delca.
Tuji ljudje za odnose z javnostmi so zmotni, da poskušajo združiti kulturo druge države in zanemarjajo dejstvo, da je v njej morda raznolikost, kar je očitno njihovi državi. Tako kot dober pogajalec pri poskusu primerjave različnih kultur ne prevzame prevlade enega sektorja družbe nad drugim, tako tudi nepristranski znanstvenik ne bi smel domnevati, da temna snov ni tako zanimiva kot navadna materija in da ji primanjkuje različnih snovi, podobnih tistemu kar je pri nas.
Priljubljeni pisatelj znanosti Corey S. Powell, ki je o svoji raziskavi poročal v reviji Discover, je svoj članek začel z besedami, da je "šovinist iz lahke materije" - in da smo tudi vsi. Mislil je, da mislimo, da je zadeva, ki jo poznamo, pomembnejša, torej bolj zapletena in zanimiva. Zelo podobna stališča je prevrnila koperniška revolucija. Toda večina ljudi vztraja, da njihovo stališče in vera v naš pomen ustrezata resničnemu svetu.
Številne sestavine navadne snovi medsebojno delujejo na različne načine in vplivajo na svet na različne načine. Morda ima torej temna snov različne delce z različnim vedenjem, ki na merljiv način vplivajo na strukturo vesolja.
Ko sem prvič začel preučevati delno interakcijo temne snovi, me je presenetilo, da skoraj nihče ni pomislil na to, da je domneva, da ima samo navadna snov različne vrste delcev in interakcij, arogantna zabloda. Nekateri fiziki so poskušali analizirati modele, kot je "zrcalna temna materija", v katerih temna materija ponavlja vse, kar je značilno za navadne. Toda takšni primeri so eksotični. Njihove posledice je težko kombinirati s tistim, kar vemo.
Več fizikov je preučilo več komunikacijskih modelov interakcije temne snovi. Predvidevali pa so tudi, da je vsa temna snov enaka in je podvržena enakim interakcijam. Nihče ni priznal preproste možnosti, da čeprav večina temne snovi ne deluje z navadno snovjo, majhen del tega lahko stori.
Eden od razlogov za to je razumljiv. Večina ljudi verjame, da nova vrsta temne snovi ne bo vplivala na večino opazovanih pojavov, če gre le za majhen del temne snovi. Še nismo uspeli opazovati najpomembnejše sestavine temne snovi in zdi se prezgodaj, da bi se ukvarjali z njeno majhno sestavino.
Če pa se spomnimo, da navadna snov nosi le 20% energije teme, medtem ko nas večina opazi le to, lahko razumemo, kje je ta logika napačna. Zadeva, ki medsebojno deluje prek močnejših gravitacijskih sil, je lahko bolj zanimiva in vplivnejša kot večina šibko interaktivnih snovi.
To velja pri navadni materiji. Kljub majhnemu številu je pretirano močan, saj se skrči v goste diske, iz katerih se lahko oblikujejo zvezde, planeti, Zemlja in življenje. Napolnjena sestavina temne snovi - čeprav je morda ne toliko - se lahko tudi skrči in oblikuje diske, kot je vidni disk v Mlečni poti. Lahko se kondenzira celo v predmete, ki so videti kot zvezde. Načeloma je takšno strukturo mogoče opaziti in je morda celo lažje narediti kot navadna hladna temna snov, raztresena v ogromni sferični halo.
Če razmišljamo na ta način, število možnosti hitro raste. Navsezadnje je elektromagnetizem le eden od več negravitacijskih interakcij, ki jih delci doživijo v standardnem modelu. Poleg sile, ki elektrone veže na jedra, SM delci doživljajo šibke in močne jedrske interakcije. V svetu navadne materije lahko obstajajo tudi druge interakcije, ki pa so tako šibke na razpoložljive energije, da jih še nihče ni opazil. Toda tudi prisotnost treh negravitacijskih interakcij namiguje, da so ne gravitacijske interakcije poleg temnega elektromagnetizma lahko prisotne tudi v temnem sektorju.
Morda poleg sil, podobnih elektromagnetnim, na temno snov vplivajo tudi jedrske sile. Možno je, da se iz temne snovi lahko tvorijo temne zvezde, v katerih potekajo jedrske reakcije, zaradi katerih nastajajo strukture, ki se obnašajo na način, ki je bolj podoben navadni snovi kot temni snovi, ki sem jo opisal do zdaj. V tem primeru lahko temni disk vsebuje temne zvezde, obkrožene s temnimi planeti, sestavljenimi iz temnih atomov. Temna materija ima lahko enako zapletenost kot navadna materija.
Delno delujoča temna snov daje plodno podlago za špekulacije in nas navdihuje pri raziskovanju možnosti, ki jih sicer ne bi preučili. Pisci in filmski ustvarjalci bodo morda vse te dodatne sile in posledice, ki se skrivajo v temnem sektorju, zelo privlačne. Lahko celo predlagajo obstoj temnega življenja, ki je vzporedno z našim. V tem primeru bi se lahko namesto običajnih animiranih bitij, ki se borijo z drugimi animiranimi bitji ali v redkih primerih z njimi delajo bitja iz temne materije, ki bi celotno akcijo povlekla nase.
Vendar ne bi bilo tako zanimivo gledati. Težava je v tem, da bi filmski ustvarjalci težko posneli temno življenje, ki je za nas nevidno. Tudi če bi bila temna bitja, tega ne bi vedeli. Morda ne veste, kako simpatično je lahko temno življenje - in skoraj zagotovo ne boste.
Čeprav je zabavno ugibati o možnostih temnega življenja, je mnogo težje ugotoviti, kako ga opazovati - ali vsaj zaznati njegov obstoj z naključnimi dokazi. Precej težko je najti življenje, sestavljeno iz enakih komponent kot mi, čeprav iskanje ekstrasolarnih planetov še poteka. Toda dokaz obstoja temnega življenja, če obstaja, bo še bolj izmučen kot dokaz obstoja običajnega življenja v oddaljenih svetovih.
V zadnjem času smo lahko opazovali gravitacijske valove, ki izhajajo iz ogromnih črnih lukenj. Praktično nimamo možnosti zaznati gravitacije temnega bitja ali celotne vojske temnih bitij, ne glede na to, kako blizu so nam.
V idealnem primeru bi rad nekako komuniciral s tem novim sektorjem. A če na to novo življenje ne bodo vplivale sile, ki jih poznamo, se to ne bo zgodilo. Čeprav z njimi delimo gravitacijo, bi bil tak vpliv posameznega predmeta ali življenjske oblike prešibak, da bi ga zaznali. Opaženi učinki lahko ustvarijo le zelo velike predmete, kot je disk v ravnini Mlečne poti.
Temni predmeti ali temno življenje nam lahko obstajajo zelo blizu - a če je skupna masa temne snovi majhna, o tem ne bomo vedeli. Tudi s sodobno tehnologijo ali s kakršno koli tehnologijo si jo lahko predstavljamo, je mogoče preizkusiti le zelo specifične zmogljivosti. Življenje v senci, tako vznemirljivo, verjetno ne bo imelo oprijemljivih posledic in je lahko zapeljiva, a nedosegljiva priložnost. Toda temno življenje je zelo ohlapna predpostavka. Znanstveniki ne bodo imeli težav z njenim ustvarjanjem, vendar ima Vesolje veliko več ovir za to. Ni jasno, katera od različic kemičnih interakcij lahko podpira življenje, in ne vemo, kakšno okolje je potrebno za tiste različice, ki so sposobne.
Kljub temu pa načeloma lahko temno življenje obstaja, prav pod nosom. A brez močnejših interakcij s materijo našega sveta se lahko zabava, bori, je aktiven ali pasiven - in o tem ne bomo nikoli vedeli. Zanimivo pa je, da kadar obstajajo interakcije v temnem svetu, ne glede na to, ali gre za življenje ali ne, lahko vplivajo na strukturo na merljiv način. In potem lahko izvemo še veliko več o temnem svetu.