Фотосурет: NASA-дан алынған
Жерге жететін ең қуатты ғарыштық сәулелер ғаламның шалғай түкпірлерінен емес, өз жеріміздегі қараңғы материяның ауыр бөлшектерінің өзара жойылуынан туындауы мүмкін, деп хабарлады NASA.
Ғарыштық сәулелер – ғарыш кеңістігін тұрақты түрде шарлайтын жоғары энергиялы бөлшектер. Олар негізінен протондардан тұрады, бірақ кейде гелий немесе тіпті темір сияқты ауыр элементтердің ядроларынан құралуы мүмкін. Өлшемі микроскопиялық болғанымен, олар үлкен энергияға ие. Әрбір бөлшек жарық жылдамдығына жақын жылдамдықпен қозғалады. Ең қуаттылары біздің ең жетілдірілген бөлшек үдеткіштерімізден триллион есе күшті энергияға ие.
Астрофизиктер ғарыштық сәулелердің көпшілігінің шығу тегін түсінеді. Ғаламда кез келген қуатты құбылыс орын алса, ол, әдетте, ғарыштық сәулелер ағынын тудырады. Мұндай құбылыстарға супернóvaлар, жұлдыздардың бірігуі және қара құрдымдардың материяны сіңіруі жатады. Алайда ең қуатты ғарыштық сәулелердің қайдан пайда болатыны әлі күнге дейін жұмбақ. Негізгі мәселе – олардың пайда болуы үшін жеткілікті энергия көздері бар болғанымен, бұл көздер миллиардтаған жарық жылы қашықтықта орналасқан. Ал ультраэнергетикалық бөлшектер мұндай алыс қашықтықты айтарлықтай баяуламай еңсере алмайды. Демек, бұл сәулелердің шығу тегі бізге әлдеқайда жақын болуы мүмкін. Тіпті олардың пайда болуы қарапайым ғарыштық жарылыстардан да ерекше болуы ықтимал.
Ауыр, қараңғы және өзін-өзі жоятын бөлшек
Бұл гипотетикалық қараңғы материя бөлшегі ерекше ауыр – тіпті ең ауыр белгілі бөлшек болып саналатын жоғарғы кварктан да ауыр. Бұл бөлшек скаларон деп аталады. Ол ғаламның алғашқы кезеңінде, инфляция деп аталатын кезеңде пайда болған. Бұл кезеңде ғалам көзді ашып-жұмғанша бірнеше рет үлкейген. Содан бері скаларон ғаламда көрінбей, тек өз гравитациялық әсері арқылы басқа материяға ықпал етіп келеді. Алайда өте сирек жағдайда екі скаларон бір-бірімен соқтығысып, өзара жойылып, қуатты энергия жарқылын тудыруы мүмкін. Бұл жарқыл ультраэнергетикалық ғарыштық сәулелерді қамтуы ықтимал.
Скаларондар ғаламның барлық аймағында таралғандықтан, олар біздің өз галактикамызда да ультраэнергетикалық ғарыштық сәулелерді түзе алады. Алайда бұл теорияны бақылау нәтижелерімен салыстыру қажет. Егер скаларондар тым жиі жойылатын болса, онда біз күтілгеннен әлдеқайда көп жоғары энергиялы ғарыштық сәулелерді тіркейтін едік. Ал егер олар өте сирек жойылса, бұл қазіргі астрономиялық бақылаулармен сәйкес келмейді. Зерттеулер көрсеткендей, скаларондардың жойылуы қазіргі тіркелген жоғары энергиялы ғарыштық сәулелер санымен сәйкес келуі мүмкін. Олардың тығыздығы мен өзара әрекеттесу жиілігі қараңғы материяның белгілі қасиеттеріне сәйкес келеді.
Теория қаншалықты шынайы?
Дегенмен бұл тек гипотеза. Скаларондардың ғаламның алғашқы кезеңінде түзілуі үшін Эйнштейннің жалпы салыстырмалылық теориясына белгілі бір түзетулер енгізу қажет, ал бұл түзетулер одан әрі зерттеуге төтеп бере алмауы мүмкін. Сонымен қатар ең жоғары энергиялы ғарыштық сәулелердің пайда болуын түсіндіретін басқа да бәсекелес теориялар бар. Мысалы олар біздің галактикамыздағы молекулалық бұлттардың ішінде түзілуі мүмкін және бұл жағдайда қараңғы материяның қажеті болмайды. Бұл қызықты идея және ол ғаламның шеткі аймақтарын зерттеу арқылы жаңа ғылыми болжамдар жасауға мүмкіндік береді. Осы гипотезаларды әрі қарай зерттей отырып, біз оларды нақты бақылаулар арқылы тексерудің басқа жолдарын табуымыз мүмкін. Егер бұл идея расталса, ол бізге қараңғы материя ғана емес, бүкіл ерте ғалам туралы да жаңа түсініктер береді.