Fysicus Stefano Profumo van de Universiteit van Californië, Santa Cruz, heeft twee nieuwe theorieën voorgesteld die licht kunnen werpen op de aard van donkere materie, de mysterieuze substantie die ongeveer 85% van de massa van het universum uitmaakt. Deze in 2025 gepubliceerde theorieën bieden frisse perspectieven op hoe donkere materie mogelijk is ontstaan in het vroege universum.
De eerste theorie, de 'Mirror Universe Theory', suggereert het bestaan van een parallel universum met eigen deeltjes en krachten. In dit hypothetische scenario zouden donkere quarks en gluonen binnen dit spiegeluniversum donkere baryonen kunnen vormen. Deze donkere baryonen zouden vervolgens kunnen instorten tot microscopische zwarte gaten, iets zwaarder dan de Planckmassa, die voornamelijk via zwaartekracht interageren. Deze theorie bouwt voort op concepten uit de kwantumchromodynamica (QCD) en stelt dat deze donkere baryonen, door hun eigen zwaartekracht, konden samenvallen tot stabiele, zwarte gat-achtige objecten die de waargenomen donkere materie zouden kunnen verklaren.
Profumo's tweede voorstel, de 'Cosmic Horizon Radiation Theory', postuleert dat donkere materiedeeltjes zijn ontstaan uit kwantumstralingsprocessen aan de rand van het waarneembare universum. Tijdens de inflatoire periode kort na de Oerknal, zouden kwantumeffecten aan de grens van het universum de deeltjes hebben kunnen genereren die nu als donkere materie worden geïdentificeerd. Dit idee is geïnspireerd op het principe dat waarnemers nabij kosmische horizonten, vergelijkbaar met die van een zwart gat, thermische straling waarnemen door kwantumeffecten. De theorie suggereert dat een korte periode van versnelde expansie na de initiële inflatie van het universum, deeltjes via kwantumeffecten aan de kosmische horizon kan hebben gecreëerd.
Beide theorieën zijn gebaseerd op gevestigde wetenschappelijke principes en wiskundige raamwerken, met als doel wetenschappelijk onderbouwde verklaringen te bieden voor de vorming van donkere materie. Hun validatie zou ons begrip van de samenstelling en de sturende krachten van het universum aanzienlijk veranderen. Deze hypothesen voegen zich bij bestaande verklaringen voor donkere materie, zoals WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), axionen en primordiale zwarte gaten. Wetenschappers werken aan het verfijnen van astronomische waarnemingen en deeltjesfysische experimenten om het raadsel van donkere materie op te lossen, waarbij Profumo's werk bijdraagt aan deze voortdurende wetenschappelijke inspanning. Recente studies, zoals die gepubliceerd in Physical Review D, ondersteunen deze benaderingen door te suggereren dat donkere materie mogelijk een natuurlijk bijproduct is van de vroege universumcondities, in plaats van een exotisch nieuw deeltje.