Blog 

Credit: CXC/M Weiss

Materia întunecată este materialul invizibil care alcătuiește aproximativ 85% din toată materia din Univers. De mult timp, cercetătorii încearcă să ofere un răspuns la întrebarea: Din ce este făcută materia întunecată?

O nouă propunere teoretică sugerează că materia întunecată ar putea fi de fapt ceva foarte straniu: agregate de materie stranie. Aceasta este cea mai extremă formă de materie, o „supă” extrem de densă formată din trei tipuri de particule fundamentale numite quarci (quarci up, down și strange). Potrivit mai multor teoreticieni precum Witten, De Rujula, Di Clemente și alții, materia stranie s-ar fi putut forma la scurt timp după explozia primordială (Big Bang), într-o perioadă în care Universul era foarte tânăr, fierbinte și haotic. În cazul în care condițiile au fost potrivite, mici aglomerări foarte dense ale acestui material s-ar fi putut forma și ar fi supraviețuit ca relicve până în prezent, plutind prin spațiu ca materie întunecată.

Un lucru și mai interesant este că materia stranie ar putea fi mai stabilă decât materia obișnuită. Dacă acest lucru este adevărat, consecințele ar schimba complet tot ceea ce știm despre fizică. Materia obișnuită, precum fierul, nu ar mai fi starea fundamentală a naturii, ci în schimb un amestec foarte compact de quarci up, down și strange, mai dens decât orice putem crea pe Pământ, i-ar lua locul.

În plus, un studiu realizat de astrofizicianul Fridolin Weber arată că, dacă materia stranie este într-adevăr stabilă, atunci unele stele neutronice, deja cunoscute ca cele mai dense obiecte din cosmos, ar putea fi de fapt ceva și mai extrem: stele stranii. Aceste stele exotice ar fi alcătuite aproape în întregime din materie de quarci și s-ar putea roti mai repede, ar străluci diferit și s-ar comporta în moduri diferite față de stelele neutronice obișnuite. Dacă materia întunecată este alcătuită din materie stranie, cercetătorii susțin că stelele stranii ar trebui să existe cu siguranță. Cu miliarde de ani în urmă, mici „semințe” de materie întunecată ar fi putut intra în coliziune cu nucleele dense ale stelelor, declanșând transformări interne și convertindu-le în stele de quarci.

Prima întrebare care apare în mintea tuturor este: De ce nu am observat încă materia stranie? Răspunsul este scurt și evaziv: materia stranie ar fi extrem de rară și grea și, în mare parte… invizibilă, exact ca materia întunecată. Noile generații de telescoape pentru neutrini, detectori de unde gravitaționale și telescoape spațiale sunt în continuă dezvoltare, astfel că cercetătorii ar putea în curând să testeze dacă Universul este umplut cu această formă exotică de materie și dacă unele stele au trecut deja pragul necunoscutului.

Referințe:

1.    E. Witten (1984) Cosmic separation of phases. Physical Review D 30, 272-285, https://doi.org/10.1103/PhysRevD.30.272

2.    A. De Rujula, S. L. Glashow (1984) Nuclearites – a novel form of cosmic radiation. Letters to Nature 312, 734–737, https://doi.org/10.1038/312734a0

3.    Weber, F. (2016). Strange Quark Matter Inside Neutron Stars. In: Alsabti, A., Murdin, P. (eds) Handbook of Supernovae. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-20794-0_71-1

4.    Di Clemente, Francesco & Casolino, Marco & Lattanzi, Massimiliano & Ratti, Claudia. (2025). Strange quark matter as dark matter: 40 years later, a reappraisal. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. https://doi.org/10.1093/mnras/staf087