Neueste Forschungen schlagen vor, dass Wechselwirkungen zwischen dunkler Materie und theoretischen 'dunklen Photonen' in den ersten 500 Millionen Jahren nach dem Urknall entscheidende Einblicke in die Rolle dunkler Materie in der kosmischen Evolution liefern könnten.
Dunkle Materie, die etwa 85 % des Universums ausmacht, bleibt weitgehend mysteriös, da sie nicht mit Licht oder normaler Materie interagiert. Wissenschaftler vermuten jedoch, dass dunkle Photonen, die regulären Photonen ähnlich sind, aber hauptsächlich mit dunkler Materie interagieren, eine 'Signatur' im Universum hinterlassen haben könnten.
Charlotte Mason, Assistenzprofessorin am Cosmic Dawn Center der Universität Kopenhagen, erklärte, dass diese Wechselwirkungen 'dunkle akustische Oszillationen' erzeugt haben könnten - Wellen in der Dichte dunkler Materie, die die Bildung der ersten Galaxien beeinflussten. Diese Periode, bekannt als 'kosmische Dämmerung', ist entscheidend für das Verständnis, wie dunkle Materie die Galaxienbildung beeinflusst.
Technologische Fortschritte, einschließlich des James-Webb-Weltraumteleskops und verschiedener Radioteleskope, ermöglichen es Wissenschaftlern, diese Epoche effektiver zu erkunden. Mason betonte, dass die kosmische Dämmerung ein ideales 'Labor' für das Studium des Verhaltens dunkler Materie darstellt, da die störenden Effekte von Galaxien in dieser Ära reduziert sind.
Die Forschung zeigt, dass, wenn dunkle Photonen existierten, ihre Wechselwirkungen Dichtefluktuationen erzeugt haben könnten, die die Raten der Galaxienbildung beeinflussten. Die Erkennung dieser subtilen Signale gestaltet sich jedoch als Herausforderung, da sie im Laufe der Zeit geglättet worden sein könnten.
Mason merkte an, dass das Hydrogen Epoch of Reionization Array (HERA) bald in der Lage sein könnte, diese dunklen akustischen Oszillationen zu erkennen oder auszuschließen, was einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis dunkler Materie darstellen würde. Die Ergebnisse sollen Ende 2024 in der Zeitschrift Physical Review D veröffentlicht werden.