אתה מכיר את האמרה הישנה: "אם אתה רוצה להסתיר משהו, שים את זה לעין?" ובכן, על פי הצעה חדשה של שני פרופסורים לפיזיקה, היגיון זה עשוי להיות הסיבה לכך שמדענים נאבקו כל כך הרבה זמן למצוא את המסה המסתורית שלפי ההערכות היא מהווה 27% מהעניין ביקום.
בקיצור, שני הפיזיקאים האלה מאמינים שניתן למצוא חומר אפל באותה דרך בה תוכלו למצוא את הדרך המהירה ביותר לעבודה: על ידי התייעצות עם מערכת המיקום העולמי.
אנדריי דרווינקו, מאוניברסיטת נבאדה, רנו ומקסים פרוספוב, מאוניברסיטת ויקטוריה ומכון היקף לפיזיקה תיאורטית בקנדה, הציעו שיטה זו מוקדם יותר השנה בסדרה של כנסים מדעיים ידועים, שם היא נפגשה באישור כללי .
הרעיון שלהם קורא להשתמש בלווייני GPS וברשתות שעון אטומיות אחרות ולהשוות את זמנן כדי לחפש אי התאמות. Derevianko ו- Pospelov מציעים כי לחומר אפל עלול להיות השפעה משבשת על שעוני האטום, וכי על ידי התבוננות ברשתות קיימות של שעונים אטומיים יתכן שניתן יהיה לאתר כיסים של חומר אפל על ידי חתימתם הייחודית.
השניים מתחילים לבחון תיאוריה זו על ידי ניתוח נתוני שעון מ 30 לווייני ה- GPS המשתמשים בשעונים אטומיים לצורך ניווט יומיומי. רשתות מתואמות של שעונים אטומיים, כמו ה- GPS וכמה רשתות קרקעיות שכבר קיימות, יכולות לשמש ככלי רב עוצמה לחיפוש אחר הפגם הטופולוגי של החומר האפל בו שעונים המסונכרנים בתחילה יהפכו לסינכרוניים.
"למרות ראיות תצפיתיות מוצקות לקיומו של חומר אפל, טבעו נותר בגדר תעלומה," אמר דרווינקו, פרופסור במכללה למדעים באוניברסיטה. "חלק מתוכניות המחקר בפיזיקת החלקיקים מניחות שחומר אפל מורכב מחומר דמוי חלקיקים כבד. יתכן והנחה זו אינה נכונה, ויש תחומי עניין משמעותיים לחלופות. "
ההצעה שלהם מתבססת על הרעיון שחומר אפל יכול לבוא מסדקים בשדות הקוונטים של היקום העלולים להפריע לתכונות בסיסיות כמו מסה של אלקטרון, ולהשפיע על האופן בו אנו מודדים זמן. זה מייצג הפסקה מהשקפה המקובלת יותר כי חומר אפל מורכב מחלקיקים תת-אטומיים כמו WIMPs וצירים.
"המחקר שלנו רודף את הרעיון שחומר אפל עשוי להיות מאורגן כאוסף גדול דמוי גז של פגמים טופולוגיים, או סדקים באנרגיה," אמר דרווינקו. "אנו מציעים לגלות את הפגמים, את החומר האפל, בזמן שהם מטאטאים דרכנו רשת של שעונים אטומיים רגישים. הרעיון הוא, היכן שהשעונים יוצאים מסנכרון, היינו יודעים שהחומר האפל, הפגם הטופולוגי, עבר. למעשה, אנו רואים שימוש במערכת הכוכבים GPS כגלאי החומר האפל הגדול ביותר שנבנה אנושי. "
דרווינקו משתף פעולה בניתוח נתוני GPS עם ג'וף בלוויט, מנהל המעבדה הגיאודטית של נבדה, אף הוא במכללה למדעים באוניברסיטת נבאדה, רנו. המעבדה הגיאודטית פיתחה ומתחזקת את מרכז עיבוד הנתונים הגדול ביותר ב- GPS בעולם, המסוגל לעבד מידע מכ- 12,000 תחנות ברחבי העולם ברציפות, 24/7.
בלוויט, גם הוא פיזיקאי, הסביר כיצד מערך של שעונים אטומיים עשוי לזהות חומר אפל.
"אנו יודעים שהחומר האפל חייב להיות שם, למשל, מכיוון שנראה שהוא מכופף אור סביב גלקסיות, אך אין לנו שום ראיות למה הוא עשוי להיות עשוי", אמר. "אם החומר האפל לא היה שם, החומר הרגיל שאנחנו יודעים עליו לא היה מספיק בכדי לכופף את האור באותה מידה. זו רק אחת הדרכים שמדענים יודעים שיש כמות אדירה של חומר אפל אי שם בגלקסיה. אפשרות אחת היא שהחומר האפל בגז הזה עשוי לא להיות עשוי מחלקיקים כמו חומר רגיל, אלא מחוסר שלמות מקרוסקופית במרקם של זמן-חלל.
"כדור הארץ מטאטא את הגז הזה כשהוא מקיף את הגלקסיה. אז לנו, הגז נראה כמו רוח גלקטית של חומר אפל הנושף דרך מערכת כדור הארץ ולווייניו. כאשר החומר האפל מתפוצץ, הדבר יגרום מדי פעם לשעונים של מערכת ה- GPS לצאת מסנכרון עם תבנית מספרת לאורך פרק זמן של כשלוש דקות. אם החומר האפל גורם לשעונים לצאת מסינכרון ביותר ממיליארד שנייה, אנו צריכים בקלות להיות מסוגלים לאתר אירועים כאלה. "
"עבודה מסוג זה יכולה להיות טרנספורמטיבית במדע ויכולה לשנות לחלוטין את האופן בו אנו חושבים על היקום שלנו", אמר ג'ף תומפסון, פיזיקאי ודיקן המכללה למדעים באוניברסיטה. "אנדריי הוא פיזיקאי ברמה העולמית והוא כבר תרם תרומות זרע לפיזיקה. זה פלא לראות את העבודה המדהימה שמגיעה ממנו ומהקבוצה שלו. "
דרווינקו מלמד פיזיקה קוונטית ונושאים קשורים באוניברסיטת נבאדה, רנו. הוא כתב יותר ממאה פרסומים שורטטו בפיזיקה תיאורטית. הוא עמית בחברה הפיזיקלית האמריקאית, עמית סימונס בפיזיקה תיאורטית וחוקר פולברייט. בין מגוון נושאי המחקר, הוא תרם להתפתחות של כמה שיעורי רומן של שעונים אטומיים ובדיקות דיוק של סימטריות יסודיות עם אטומים ומולקולות.
המחקר שלהם הופיע מוקדם יותר השבוע בגרסה המקוונת של כתב העת המדעי פיזיקת טבע, לפני גרסת הדפוס.
