แรง ‘ความมืด’ ที่สมมติขึ้นอาจทำให้กลุ่มเมฆของอนุภาคที่มอง เซ็กซี่บาคาร่า ไม่เห็นยุบตัวเป็นโครงสร้างขนาดเล็กได้กลุ่มสสารมืดอาจแล่นผ่านทางช้างเผือกและดาราจักรอื่นๆ
การศึกษาใหม่เสนอโดยปกติแล้วคิดว่าจะก่อตัวเป็นก้อนกลมๆ ที่ไม่มีลักษณะเฉพาะรอบๆ ดาราจักรทั้งหมด สสารมืดสามารถยุบตัวเป็นกระจุกเล็กๆ ได้ ซึ่งคล้ายกับสสารปกติที่รวมตัวเป็นดาวและดาวเคราะห์ นักวิจัยจาก Rutgers University ในเมือง Piscataway รัฐนิวเจอร์ซีย์ ได้รายงานว่ากลุ่มก้อน มืดที่ยุบตัวลงเป็น จำนวน10 เปอร์เซ็นต์ อาจเป็น 10% ของสสารมืดของทางช้างเผือก
สสารมืดมีความจำเป็นต่อการอธิบายการเคลื่อนที่ของดาวในดาราจักร
หากไม่มีแหล่งมวลเพิ่มเติม นักดาราศาสตร์ก็ไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมดาวเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่พวกมันทำ การสังเกตดังกล่าวชี้ให้เห็นว่า “รัศมี” ทรงกลมของอนุภาคขนาดใหญ่ที่ไม่สามารถระบุตัวตนได้ซึ่งมองไม่เห็นรอบๆ ดาราจักรแต่ละแห่ง
แต่รัศมีอาจเป็นเพียงส่วนหนึ่งของเรื่องราวเท่านั้น นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Matthew Buckley ผู้ร่วมเขียนการศึกษาร่วมกับนักฟิสิกส์ Anthony DiFranzo กล่าวว่า “เราไม่รู้จริงๆ ว่าสสารมืดในระดับที่เล็กกว่ากำลังทำอะไรอยู่ โครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นอาจซ่อนอยู่ภายในรัศมี
ในการยุบตัว สสารมืดจะต้องมีวิธีที่จะสูญเสียพลังงาน ทำให้อนุภาคช้าลงเมื่อแรงโน้มถ่วงดึงพวกมันเข้าไปที่ศูนย์กลางของกอ เพื่อที่พวกมันจะได้ดูหมิ่นกันและกันแทนที่จะรูดผ่านเข้าไป ในกรณีปกติ การสูญเสียพลังงานนี้เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า แต่อนุภาคสสารมืดประเภทที่เสนอบ่อยที่สุดซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคขนาดใหญ่หรือ WIMP เพียงเล็กน้อยนั้นไม่มีทางสูญเสียพลังงานได้
บัคลีย์และดิฟรานโซจินตนาการว่าจะเกิดอะไรขึ้นหาก “แม่เหล็กไฟฟ้ามืด” ที่คล้ายคลึงกันยอมให้อนุภาคสสารมืดมีปฏิสัมพันธ์และแผ่พลังงานออกมา นักวิจัยได้พิจารณาว่าสสารมืดจะมีพฤติกรรมอย่างไรหากมันเหมือนกับสสารปกติในเวอร์ชันย่อ ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุสองประเภท ได้แก่ โปรตอนมืดและอิเล็กตรอนมืด อนุภาคเหล่านั้นสามารถโต้ตอบกัน เช่น สร้างอะตอมมืด และแผ่พลังงานออกมาในรูปของโฟตอนมืด ซึ่งเป็นสสารมืดที่คล้ายกับอนุภาคของแสง
นักวิจัยพบว่าเมฆขนาดเล็กของสสารมืดดังกล่าวสามารถยุบตัวได้ แต่ตัวอย่างเช่น เมฆขนาดใหญ่ มวลของทางช้างเผือกไม่สามารถ – พวกเขามีพลังงานมากเกินไปที่จะกำจัด การค้นพบนี้หมายความว่าทางช้างเผือกสามารถกักเก็บรัศมีอันกว้างใหญ่ไว้ได้ โดยมีกองสสารมืดโปรยปรายอยู่ภายใน โดยการเลือกมวลเฉพาะสำหรับอนุภาคสมมุติฐาน นักวิจัยสามารถคำนวณจำนวนและขนาดของกระจุกที่สามารถลอยผ่านทางช้างเผือกได้ การเลือกมวลที่ต่างกันทำให้เกิดความซุ่มซ่ามในระดับต่างๆ
ในสถานการณ์ของบัคลีย์และดิฟรานโซ
สสารมืดไม่สามารถย่อให้เล็กลงจนเหลือขนาดเท่าดาวได้ ก่อนที่กระจุกจะเล็กขนาดนั้น พวกมันจะถึงจุดที่ไม่สามารถสูญเสียพลังงานได้อีก ดังนั้นกระจุกเดียวอาจยาวหลายร้อยปีแสง
ผลที่ได้กล่าวว่า Dan Hooper นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจาก Fermilab ในเมือง Batavia รัฐอิลลินอยส์กล่าวว่า “น่าสนใจและแปลกใหม่ … แต่ก็ยังทิ้งคำถามเปิดไว้มากมาย” โดยไม่ทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสสารมืด เป็นการยากที่จะคาดเดาว่าจริงๆ แล้วมันจะก่อตัวเป็นกระจุกแบบใด
นักวิทยาศาสตร์ได้มองหาผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของวัตถุขนาดเท่าดาวที่ไม่ปรากฏชื่อ ซึ่งอาจสร้างจากสสารปกติหรือสสารมืด หรือที่รู้จักกันในชื่อวัตถุรัศมีมวลเบาขนาดใหญ่ หรือ MACHO แต่วัตถุดังกล่าวกลับกลายเป็นว่าหายากเกินกว่าจะประกอบเป็นสสารมืดที่มีนัยสำคัญได้ ในทางกลับกัน ฮูเปอร์พูดว่า “จะเกิดอะไรขึ้นถ้าสิ่งเหล่านี้ยุบตัวเป็นวัตถุขนาดเท่าระบบสุริยะ” กระจุกขนาดใหญ่ดังกล่าวยังไม่ถูกตัดออก
โดยการมองหาผลกระทบของแรงโน้มถ่วงที่ไม่สามารถอธิบายได้บนดาวฤกษ์ นักวิทยาศาสตร์อาจสามารถระบุได้ว่าดาราจักรเกลื่อนไปด้วยกระจุกสสารมืดหรือไม่ “เพราะเราไม่คิดว่าสิ่งเหล่านี้จะเป็นไปได้ ฉันไม่คิดว่าผู้คนจะมองดู” บัคลีย์กล่าว “มันเป็นจุดบอด”
จนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ให้ความสำคัญกับ WIMP แต่หลังจากทศวรรษของการค้นหาในเครื่องตรวจจับที่ซับซ้อนไม่มีวี่แววของอนุภาค ( SN: 11/12/16, p. 14 ) ผลก็คือ นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Hai-Bo Yu จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ กล่าวว่า “มีการเคลื่อนไหวในชุมชน” นักวิทยาศาสตร์กำลังสำรวจแนวคิดใหม่ๆ เกี่ยวกับสสารมืด
ผลลัพธ์นั้นหมายความว่าหากนิวตริโนเป็นปฏิปักษ์ของพวกมันเอง มวลของพวกมันจะต้องน้อยกว่าประมาณ 0.061 ถึง 0.165 อิเล็กตรอนโวลต์ขึ้นอยู่กับสมมติฐานทางทฤษฎี การทำงานร่วมกันของ KamLAND-Zen รายงานในเอกสารปี 2016 ในPhysical Review Letters (โวลต์อิเล็กตรอนเป็นหน่วยของพลังงานและมวลของนักฟิสิกส์อนุภาค สำหรับการเปรียบเทียบ อิเล็กตรอนมีมวลมากกว่าครึ่งล้านโวลต์อิเล็กตรอน)
นิวตริโนซึ่งมาในสามสายพันธุ์ที่แตกต่างกันและมีสามมวลที่แตกต่างกันนั้นเบามาก แต่ไม่ทราบแน่ชัดว่ามวลเหล่านั้นมีขนาดเล็กเพียงใด มวลที่วัดโดยการทดลองการสลายตัวของนิวตริโนเลสแบบดับเบิ้ลบีตาเป็นมวลที่มีประสิทธิผล ซึ่งเป็นค่าเฉลี่ยแบบถ่วงน้ำหนักของมวลนิวตริโนทั้งสามชนิด ยิ่งมวลนั้นมีขนาดเล็กเท่าใด อัตราการสลายตัวของนิวทริโนก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น (และด้วยเหตุนี้จึงมีครึ่งชีวิตที่นานขึ้น) และยิ่งหาการสลายตัวได้ยากขึ้น เซ็กซี่บาคาร่า / ร้านอาหาร
