สสารมืดอาจถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคที่ใหญ่กว่าเซลล์ร่างกายมนุษย์

            โดยปกติ เมื่ออนุภาคใหม่ได้ถูกค้นพบหรือเมื่อพิสูจน์ได้ว่าสมมุติฐานนั้นถูกต้อง สสารนั้นมักจะอยู่ในระดับที่เล็กมากจนยากที่เราจะจินตนาการถึงขนาดของมันได้ ซึ่งที่กล่าวมานี้ จะไม่รวมถึงกรณีของสสารมืด เนื่องจากนักวิจัยได้ค้นพบว่า อนุภาคของสสารมืดนั้นอาจมีขนาดใหญ่ได้ถึง 1ใน3 ของเซลล์มนุษย์ และความหนาแน่นของมันก็มีมากพอที่จะสร้างหลุมดำขนาดจิ๋วได้เลยทีเดียว!!!

                จากรายงานเรื่องของ Dark matter 5 ใน 6 ส่วนของสสารทั้งหมดในจักรวาลคือสสารมืด ไม่มีใครรู้ว่าสสารมืดคืออะไร มันทำงานอย่างไร หรือมันมีลักษณะอย่างไร ทั้งๆที่มันเป็นเรื่องที่ลึกลับ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ได้ตั้งสมมุติฐานไว้ว่าสสารมืดยังคงมีอยู่ในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งในจักรวาลนี้ และต้องมีบทบาทที่สำคัญบางอย่างต่อจักรวาลนี้เช่นกัน

                เพื่อศึกษาเรื่องนี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Southern Denmark ได้ออกแบบการทดลองเพื่อวัดขนาดของสสารมืดดังกล่าว ก็คาดกันว่าอาจมีขนาดมากกว่าขนาดของอนุภาคโปรตอนถึง  10⁹  เท่า

                หากสมมุติฐานนี้ถูกต้อง อนุภาคของสสารมืด 1 อนุภาค จะมีขนาดประมาณ 1 ไมโครกรัม ซึ่งเทียบเท่ากับน้ำหนัก 1/3 ของเซลล์มนุษย์ (เซลล์มนุษย์ 1 เซลล์ มีน้ำหนักประมาณ 3.5 ไมโครกรัม) และมีน้ำหนักมากพอที่จะเปลี่ยนสภาพเป็นหลุมดำจิ๋วได้

                ทีมนักวิจัยคาดว่าปริมาณดังกล่าวอาจนำไปสู่การสร้างโมเดลของอนุภาคมวลมากแบบใหม่ที่เรียกว่า อนุภาค PIDM  (Planckian Interacting Dark Matter) ซึ่งอนุภาคดังกล่าวถูกจัดเป็นกลุ่มของอนุภาคที่เรียกว่า "weakly interacting massive particles" หรือ WIMPS (เป็นอนุภาคขนาดใหญ่ แต่มีปฏิกิริยากับอนุภาคแวดล้อมในระดับต่ำ ตรวจจับได้ยาก)

                โดยก่อนหน้านี้ ทีมนักวิจัยคาดว่า WIMPS จะมีมวลมากกว่าโปรตอน 100 เท่า  (อ้างจากรายงานของ Charles Q. Choi ใน LiveScience) แต่เมื่อมีการพูดถึงสมมุติฐานการมีอยู่ของอนุภาค WIMPS กลับพบว่ามีเบาะแสเกี่ยวกับการมีอยู่ของมันน้อยมาก ซึ่งคล้ายคลึงกับเบาะแสที่เราค้นพบได้จากสสารมืดที่มีอยู่น้อยนิดเช่นกัน และนี่ก็อาจจะเป็นโอกาสสำคัญที่เราจะได้ศึกษาถึงการมีอยู่ของสสารมืด

                หากสมมุติฐานที่ทีมวิจัยตั้งไว้ถูกต้อง นั่นหมายความว่า ขนาดของสสารมืดจะใหญ่เกินกว่าที่นักวิจัยจะใช้เครื่องเร่งอนุภาคสร้างมันขึ้นมาได้  อย่างไรก็ตาม สสารมืดยังคงมีอยู่ในพื้นผิวของจักรวาลที่สังเกตได้ในระดับของคลื่นไมโครเวฟ ที่ซึ่งแสงในระดับที่ตาเปล่าไม่สามารถมองเห็นได้

                หากอธิบายโดยย่อคือ ได้เกิดการระเบิดครั้งใหญ่ที่เรียกว่าบิกแบงขึ้นเมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อน หลังจากนั้นจักรวาลจะอยู่ในช่วงที่กำลังขยายตัวอย่างรวดเร็ว ซึ่งนักวิจัยเรียกกันว่า การขยายตัว (inflation) เมื่อเวลาผ่านไป จักรวาลได้เข้าสู่ช่วงที่เรียกว่า ช่วงคลายความร้อน (reheating) ช่วงนี้เองที่เกิดการสร้างอนุภาคเกิดขึ้น และเป็นไปได้ว่า จะเป็นช่วงที่สสารมืดขนาดใหญ่ได้ก่อตัวขึ้น

                อย่างไรก็ตาม  Charles Q. Choi ได้กล่าวไว้ว่า เพื่อให้สมมุติฐานเป็นจริง อุณหภูมิในช่วงการคลายความร้อนนั้น ควรจะมีระดับที่มากกว่าที่เราคาดกันไว้ในแบบจำลองการเกิดบิกแบงสักหน่อย เพราะอุณหภูมิที่สูงมากพอนั้น จะปลดปล่อยคลื่นพลังงานออกมาค่าหนึ่ง ที่ทำให้เราสามารถสังเกตเห็นได้ในรูปของคลื่นไมโครเวฟพื้นหลังจักรวาล ซึ่งเป็นช่วงคลื่นที่เครื่องตรวจจับคลื่นไมโครเวฟในอนาคตจะสามารถตรวจจับได้

                ที่จริงแล้ว หากเราสามารถสังเกตสสารมืดโดยตรงได้ ก็จะช่วยให้เราไขทฤษฎีต่างๆได้มากมายเกี่ยวกับการเกิดของจักรวาลและความเป็นไปในอนาคต อย่างไรก็ตาม เหล่านักวิจัยต่างต้องการเครื่องมือที่ดีกว่านี้ ดังคำกล่าวของนักดาราศาสตร์ชื่อว่า McCullen Sandora จากสถาบัน University of Southern Denmark ที่คาดว่า เราจะสามารถสร้างมันขึ้นมาได้ภายในทศวรรษหน้า

                ในปัจจุบัน เราทำได้เพียงคาดเดาว่าสสารมืดทำงานอย่างไร และการรวมมันไว้เป็นส่วนประกอบที่สำคัญส่วนหนึ่งของจักรวาลอันกว้างใหญ่แห่งนี้

                ท่านสามารถอ่านรายงานการวิจัยเพิ่มเติมได้ที่ Physical Review Letters

ขอขอบคุณแหล่งที่มาของบทความ : http://www.sciencealert.com/dark-matter-might-actually-be-super-heavy-particles-the-size-of-human-cells