Да објасниме, барјонската материја, во чиј состав влегуваат елементарните честички протон и неутрон, е една категорија на материјата, помеѓу категориите лептони (електрони) и бозони (мезони и фотони). Да се потсетиме и дека протоните и неутроните се компоненти коишто ги сочинуваат јадрата на атомите на сета видлива материја во универзумот: галаксиите, ѕвездите, планетите, и сè друго што гледаме во него.

Проблемот со недостигот на количеството на оваа материја излезе на виделина по откривањето и анализата на микробрановата космичка радијација (слика 1), којашто е остаток по Биг Бенгот. Имено, научниците со студија на наведената радијација ја пресметале густината на материјата и притоа оцениле дека во денешниот универзум недостасува вкупно половина од наведената барјонска материја, којашто постоела претходно, во времето на таа радијација.

Слика 1: Мапа на микробрановото заднинско зрачење, објаснувањето е содржано во текстот.

Во тој контекст, еве го објаснувањето на Жан-Пјер Макар (Jean-Pierre Macquart), вонреден професор на Центарот за радиоастрономски истражувања при Универзитетот Картин во Перт, Австралија:

“Со анализа на микробрановата радијација утврдивме колкаво количество барјонска материја постоело по Биг Бенгот, но кога денес го гледаме универзумот, не можеме да пронајдеме ни половина од тоа количество.” Научниците потрошиja 20 години барајќи ја материјата што недостасува, но како што објасни тој, “досега пронашле само мало делче од неа, коешто е еквивалент на 1 до 2 атоми во просторија со големина на просечна канцеларија”.

За решавање на овој проблем, една група истражувачи под водство на Жан-Пјер Макар, реализираа експеримент и направија нова студија во обид да ја лоцираат материјата којашто недостасува. Притоа групата се потпрела на една друга космичка мистерија, мистеријата на FRB (Fast Radio Burst). FRB всушност претставува радијација од краткотрајни, брзи и екстремно јаки радиоимпулси со огромна енергија, којашто е еквивалент на енергијата што нашето Сонце ја ослободува во време од околу 80 години. За оваа појава веќе пишувавме во претходните броеви на Емитер, како и во неколку онлајн-написи (види тука и тука). Таа е откриена во 2017 година, но до денес не се откриени изворите на овие импулси, дури и се шпекулира дека нивното потекло е од некоја вонземна цивилизација. Но, токму тие импулси групата ги искористила за да го докаже постоењето на материјата што недостасува. Поентата е да ја открие брзината на простирање на различни фреквенции од светлинскиот фреквентен спектар на наведените импулси, очекувајќи таа брзина да биде различна на различни фреквенции, поради дејството на материјата којашто се мисли дека недостасува. Набљудувањата и детектирањето на тие брзи импулси групата ги вршеше од радиотелескопот ASKAP (Australian Signal Kilometrе Array Pathfinder), и со голема прецизност ја лоцираше насоката на нивните извори. Натаму, со сепарација на различни фреквенции во фреквентниот опсег на примените импулси, групата го расчленуваше нивниот спектар (слика 2), аналогно како кога белата Сончева светлина се расчленува на нејзините составни бои под дејство на сепаратна стаклена призма.

Слика 2: Фреквентно расчленување на светлинскиот спектар на RFB импулсите.

Резултатот од истражувањето е покажан на сликата 3. На горниот нејзин дел е покажано какво би било простирањето на тие импулси во празен простор (простор без материја). Забележуваме дека тоа би било со иста брзина на сите фреквенции во целиот светлински фреквентен спектар на импулсите. Но, во експериментот не се добила таква слика, туку се покажа тоа што групата очекуваше да го види – различни брзини на простирање на различни бранови должини во фреквентниот опсег на тие импулси, при што како се оди кон пониските фреквенции (црвена боја), брзината сè повеќе забавува. Приказот го гледаме на долниот дел од сликата во прилог.

Слика 3: Различна брзина на простирање на различни фреквенции на RFB импулсите во простор со присуство на материја.

Според истражувачката група, ова забавување на брзината на простирање на одделни фреквенции може да се толкува само како последица од присуство на материја на патот на простирањето на тие импулси, а според времето на тоа забавување, групата утврдила дека тоа кореспондира со количеството на материјата којашто се смета дека недостасува. Па, ете го доказот дека таа материја сепак постои во универзумот.

Наодот е објавен во списанието Nature.