Wetenschappers verbonden aan de Universiteit van York hebben een baanbrekend theoretisch model ontwikkeld dat de benadering van de studie naar donkere materie radicaal zou kunnen veranderen. Donkere materie is de mysterieuze substantie die het grootste deel van de massa in het universum domineert, maar die nog steeds een van de grootste onopgeloste raadsels in de moderne kosmologie vormt. Van oudsher ging men ervan uit dat donkere materie volledig onzichtbaar is. Dit komt doordat het geen fotonen absorbeert, uitzendt of reflecteert, waardoor het zich uitsluitend manifesteert via zijn zwaartekrachtsinvloed op sterrenstelsels en de grootschalige structuur van het heelal.
Het nieuwe onderzoek, dat gepubliceerd werd in het gerespecteerde vakblad Physics Letters B, stelt de hypothese voor dat licht dat door gebieden met een hoge concentratie donkere materie reist, een uiterst subtiele kleurverschuiving kan ondergaan. Dit manifesteert zich als een lichte rood- of blauwverschuiving. Onderzoekers, waaronder Dr. Mikhail Bashkanov, verklaren dit als een indirect effect. Ze gebruiken de analogie van de 'regel van zes handdrukken' om het potentiële netwerk van interacties te beschrijven. Zij suggereren dat de invloed op fotonen kan plaatsvinden via intermediaire deeltjes van het Standaardmodel, zoals het Higgs-boson of de top-quark.
De aard van de verschuiving hangt af van de samenstelling van de donkere materie. Als deze bijvoorbeeld bestaat uit Zwak Interactieve Massieve Deeltjes (WIMPs), zou het licht hoogenergetische blauwe fotonen kunnen verliezen, wat resulteert in een roodachtige tint. Omgekeerd zou een dominantie van zwaartekrachtinteractie een verschuiving naar de blauwe kant kunnen veroorzaken. De theoretisch voorspelde verandering in golflengte binnen dit model is echter extreem klein, namelijk in de orde van grootte van $10^{-10}$ tot $10^{-12}$.
Deze minuscule afmeting is vele ordes van grootte kleiner dan de huidige gevoeligheid van bestaande spectrometers. Dit impliceert dat, om deze gewaagde hypothese te verifiëren, een nieuwe generatie telescopen nodig is die beschikken over een ongekende spectrale nauwkeurigheid. Zonder deze technologische sprong voorwaarts blijft de voorspelling buiten het bereik van directe meting.
Als deze theorie experimenteel bevestigd wordt, zou dit een monumentale stap voorwaarts betekenen. Het zou het eerste directe observationele bewijs zijn van de interactie tussen donkere materie en licht, wat ons kosmisch begrip aanzienlijk zou verdiepen. De zoektocht zou verschuiven van dure en complexe ondergrondse laboratoria, gericht op het direct detecteren van deeltjes, naar het analyseren van de spectra van licht afkomstig van verre kosmische objecten. Door deze delicate ‘kleurafdrukken’ op te sporen, zouden we de verdeling en aard van donkere materie in kaart kunnen brengen. Parallel aan deze theoretische doorbraak gaan de experimentele onderzoeken onverminderd door. Zo stelde een internationale groep wetenschappers in februari 2025, met behulp van de WINERED infraroodspectrograaf, strikte beperkingen vast op de eigenschappen van donkeremateriedeeltjes met massa's in het bereik van 1,8 tot 2,7 elektronvolt. Hoewel deze metingen waardevolle informatie opleverden, werd er bij deze specifieke experimenten geen direct verval van donkere materie geregistreerd.