Η σκοτεινή ύλη αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της ύλης του σύμπαντος και δεν αλληλεπιδρά με την κανονική ύλη, ούτε εκπέμπει ακτινοβολία. Συνεπώς, είναι ανέφικτο να την εντοπίσουμε άμεσα με τα όργανα που διαθέτουμε σήμερα. Ωστόσο, η σκοτεινή ύλη διαθέτει μάζα, γεγονός που σημαίνει ότι αλληλεπιδρά βαρυτικά. Έτσι, μπορούμε έμμεσα να συμπεράνουμε την ύπαρξή της. Εξάλλου, βρίσκεται παντού στου σύμπαν, από τις μεγάλες διαγαλαξιακές δομές, μέχρι και στα πλανητικά συστήματα.
Την 1η Φεβρουαρίου του 2022, η NASA αναφέρθηκε σε μια νέα έρευνα σχετικά με την έλξη που ασκεί η σκοτεινή ύλη σε αντικείμενα του ηλιακού μας συστήματος. Εξάλλου, παρόλο που δε γίνεται εύκολα αντιληπτή, πρέπει να υπάρχει σκοτεινή ύλη και στην πλανητική μας γειτονιά. Στο άρθρο της NASA παρουσιάζεται ένα πιθανό πείραμα ανίχνευσης της σκοτεινής ύλης. Η εν λόγω μελέτη πραγματοποιήθηκε από τον καθηγητή Edward Belbruno, του Πανεπιστημίου Princeton και του Πανεπιστημίου Yeshiva, σε συνεργασία με τον Dr. James Green της NASA.
Συγκεκριμένα, οι δύο ερευνητές, για να εντοπίσουν την επίδραση της σκοτεινής ύλης στο ηλιακό μας σύστημα υπολόγισαν τη “γαλαξιακή δύναμη”, όπως την ονόμασε ο επικεφαλής της έρευνας, Edward Belbruno. Η δύναμη αυτή είναι η συνολική βαρυτική δύναμη από όλο τον Γαλαξία, συμπεριλαμβανομένης τόσο της βαρυονικής ύλης, δηλαδή της γνωστής μας ύλης, όσο και της σκοτεινής ύλης. Το αποτέλεσμα στο οποίο κατέληξαν είναι πως περίπου το 45 τοις εκατό της γαλαξιακής δύναμης φαίνεται να είναι απόρροια της σκοτεινής ύλης, ενώ το υπόλοιπο 55 τοις εκατό προέρχεται από τη βαρυονική ύλη. Αντίστοιχα, φαίνεται ότι και στο ηλιακό μας σύστημα η ύλη πρέπει να είναι μοιρασμένη μεταξύ σκοτεινής και βαρυονικής ύλης, σε ίσες περίπου ποσότητες.
Εικόνα: NASA/WMAP
Εξάλλου, παρόλο που η σκοτεινή ύλη είναι πολύ περισσότερη από την κανονική, υπερισχύει έναντι της κανονικής κυρίως στις εξωτερικές περιοχές, δηλαδή στην άλω του Γαλαξία μας. Πράγματι, σε αυτή τη περιοχή ίσως και να μην υπάρχει καθόλου βαρυονική ύλη. Οι δύο ερευνητές, λοιπόν, υποστηρίζουν ότι, αν το ηλιακό μας σύστημα βρισκόταν πιο κοντά στην Γαλαξιακή άλω, η δύναμη από τη σκοτεινή ύλη θα υπερίσχυε έναντι της δύναμης από την κανονική ύλη.
Οι Belbruno και Green προβλέπουν πως κάθε διαστημόπλοιο της NASA που έχει απομακρυνθεί από το ηλιακό μας σύστημα έχει αλληλεπιδράσει με τη σκοτεινή ύλη. Η επίδραση της σκοτεινής ύλης, όμως, γίνεται πιο έντονη σε πολύ μεγάλες αποστάσεις. Συγκεκριμένα, η δύναμη από τη σκοτεινή ύλη υπερισχύει της βαρυτικής έλξης από τον Ήλιο σε μια απόσταση περίπου 30.000 αστρονομικών μονάδων, δηλαδή σε απόσταση 30.000 φορές μεγαλύτερη από την απόσταση Γης-Ηλίου. Ένα διαστημόπλοιο, λοιπόν, θα πρέπει να βρίσκεται πολύ πέρα από τον Πλούτωνα, μέσα στο νέφος του Οορτ, ώστε να είναι αισθητή η έλξη από τη σκοτεινή ύλη. Το γεγονός αυτό ίσως να σημαίνει πως η δύναμη αυτή επηρέασε και την τροχιά αντικειμένων όπως ο Oumuamua. Οι συγγραφείς εικάζουν ότι η ασυνήθιστα μεγάλη ταχύτητα του μυστηριώδους αυτού αντικειμένου θα μπορούσε να εξηγηθεί από τη βαρύτητα της σκοτεινής ύλης, που τον ωθεί για εκατομμύρια χρόνια.
Εικόνα: NASA/ ESA/ G. Bacon
Οι δύο ερευνητές πιστεύουν ότι ένα μελλοντικό διαστημόπλοιο δεν θα χρειαζόταν να ταξιδέψει τόσο μακριά για να αντιληφθεί τη δύναμη της σκοτεινής ύλης. Θα ήταν απαραίτητο, όμως, να διαθέτει τον κατάλληλο εξοπλισμό. Το πείραμα που προτείνουν αφορά ένα διαστημόπλοιο που θα αντλεί ενέργεια από ραδιενεργά ισότοπα, τεχνολογία που επέτρεψε στα διαστημόπλοια Pioneer 10 και 11, στα Voyager και στο New Horizons να εξερευνήσουν τις απομακρυσμένες περιοχές του ηλιακού μας συστήματος. Το διαστημόπλοιο αυτό θα διαθέτει μια ανακλαστική σφαίρα. Εάν η σφαίρα αφεθεί ελεύθερη, έξω από το διαστημόπλοιο, τότε θα δεχθεί τη “γαλαξιακή δύναμη”. Ταυτόχρονα, το διαστημόπλοιο θα δέχεται, εκτός από τη γαλαξιακή δύναμη, και την προωστική δύναμη που θα προέρχεται από το ραδιενεργό στοιχείο που διασπάται. Μελετώντας την απόκλιση μεταξύ των τροχιών του διαστημοπλοίου και της σφαίρας, οι ερευνητές θα μπορούσαν να συμπεράνουν πόση ακριβώς είναι η γαλαξιακή δύναμη, και κατ’ επέκταση, θα μπορούσαν να εκτιμήσουν την ποσότητα της σκοτεινής ύλης στο ηλιακό σύστημα.
Η αποστολή Interstellar Probe, που έχει προταθεί από τη NASA, ίσως να μπορέσει να πραγματοποιήσει αυτό το πείραμα. Ο στόχος της αποστολής αυτής θα είναι να φτάσει σε απόσταση 500 αστρονομικών μονάδων από τον Ήλιο, και να εξερευνήσει το άγνωστο περιβάλλον στα πέρατα του ηλιακού μας συστήματος.
