ماده تاریک شاید از جایی فراتر از افق کیهانی یا حتی جهانی آینه‌ای آمده باشد

ماده‌ تاریک نامی موقتی برای هر چیزی است که مسئول گرانش اضافی جهان است. برای توضیح آن، طیفی از گزینه‌های نظری شامل توده‌هایی در ابعاد سیاره تا ذرات گذرا وجود دارد. بااین‌حال، با وجود جستجوهای گسترده و دقیق، هیچ‌یک از این گزینه‌ها تاکنون تأیید نشده‌اند.

پروفومو برای بررسی‌های تازه خود درباره نامزدهای جایگزین ماده تاریک، به حوزه‌های دیگری از فیزیک روی آورد. او در نخستین ایده به کرومودینامیک کوانتومی پرداخت؛ نظریه‌ای که نیروی هسته‌ای قوی عامل پیوند کوارک‌ها، گلوئون‌ها در ذراتی مانند پروتون‌ها و نوترون‌ها را توضیح می‌دهد. طبق این نظریه، نوعی «جهان آینه‌ای» در دل جهان ما وجود دارد که در آن، نیروی قوی با نوع دیگری جایگزین شده است که ذرات بنیادی پنهان از مدل استاندارد ما را به هم پیوند می‌دهد.

پروفومو در مقاله خود توضیح می‌دهد که تحت شرایط خاصی در اوایل جهان، غلظت این ذرات پنهان می‌توانست آن‌قدر زیاد شود که سیاه‌چاله‌های ماده تاریک شکل بگیرند؛ اجرامی که تنها از طریق گرانش با جهان قابل مشاهده ما تعامل می‌کنند.

پروفومو برای مقاله دوم به نظریه میدان کوانتومی در افق کیهانی متوسل می‌شود؛ چیزی شبیه نسخه‌ای در مقیاس کیهانی از افق رویداد سیاه‌چاله، یعنی همان «لبه» جهان قابل مشاهده که هرگز قادر به مشاهده فراتر از آن نخواهیم بود.

براساس نظریه کیهان‌شناسی کنونی، جهان پس از بیگ‌بنگ وارد دوره‌ای از انبساط شتاب‌دار شد. در این زمان، نوسانات کوانتومی در افق کیهانی می‌توانسته‌اند به‌طور خودبه‌خودی ذرات ماده تاریک را با دامنه‌ای از جرم‌ها ایجاد کنند.

هر دو توضیح تازه و غیرمتعارف‌اند، اما پایه‌ای محکم در نظریه‌های فعلی دارند و باید با آزمایش‌های آینده قابل بررسی باشند. هنوز به کار بیشتری برای پالایش این مدل‌های تازه نیاز است، اما پروفومو می‌گوید این ایده‌ها امکان‌های جدیدی را برای کاوش و درک ماده تاریکی که سراسر جهان را فراگرفته، باز می‌کنند.

هر دو پژوهش در مجله Physical Review D منتشر شده‌اند. لینک آن‌ها را می‌توان اینجا و اینجا یافت.