डार्क मैटर, ब्रह्मांड का पसंदीदा अदृश्य रहस्य, आमतौर पर एक ऐसे पदार्थ के रूप में वर्णित किया जाता है जो केवल गुरुत्वाकर्षण पर प्रतिक्रिया करता है। लेकिन वैज्ञानिक, कभी भी साधारण कहानी से संतुष्ट नहीं होते, अब एक और जटिल संभावना की खोज कर रहे हैं: डार्क मैटर कण अपने स्वयं के एक छिपे हुए बल के माध्यम से भी परस्पर क्रिया कर सकते हैं। जर्नल ऑफ कॉस्मोलॉजी एंड एस्ट्रोपार्टिकल फिजिक्स (JCAP) में प्रकाशित एक नए अध्ययन ने जांच की कि यदि डार्क मैटर एक अतिरिक्त आकर्षक बल का अनुभव करता है तो क्या होगा। परिणाम आश्चर्यजनक रूप से प्रतिकूल थे: हालांकि यह बल डार्क मैटर को अधिक कुशलता से इकट्ठा करने का कारण बनता है, यह आमतौर पर ब्रह्मांडीय संरचना के विकास को तेज नहीं करता है। इसके बजाय, यह उस विकास को धीमा कर देता है।

वैज्ञानिक 'डार्क फोर्स' पर विचार क्यों कर रहे हैं? क्योंकि ब्रह्मांड के अत्यधिक सटीक अवलोकनों ने ऐसे परिणाम उत्पन्न किए हैं जो हमेशा पूरी तरह से संरेखित नहीं होते हैं। ब्रह्मांडीय विस्तार और आकाशगंगाओं तथा अन्य बड़ी संरचनाओं के विकास के माप कभी-कभी थोड़ी अलग कहानियाँ सुनाते प्रतीत होते हैं। दूर के ब्रह्मांड के कुछ अवलोकन बताते हैं कि अतीत में विस्तार मानक ब्रह्मांडिक मॉडल की भविष्यवाणी की तुलना में कुछ धीमा रहा होगा। इस बीच, ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि के अध्ययन ने लंबे समय से सुझाव दिया है कि ब्रह्मांड के सबसे बड़े पैमाने पर पदार्थ अपेक्षा से अधिक कसकर समूहित हो सकता है। ये अंतर अपेक्षाकृत छोटे हैं, लेकिन उन्होंने वैज्ञानिकों को यह पूछने के लिए प्रोत्साहित किया है कि क्या ब्रह्मांड विज्ञान का मानक मॉडल एक महत्वपूर्ण घटक खो रहा है।

एक संभावना यह है कि डार्क मैटर कण एक अतिरिक्त बल महसूस करते हैं जिसे सामान्य पदार्थ नहीं पहचान सकता। क्योंकि यह परस्पर क्रिया केवल डार्क मैटर क्षेत्र के भीतर संचालित होगी, शोधकर्ता इसे 'डार्क फोर्स' कहते हैं। ऐसी परस्पर क्रिया संभावित रूप से ब्रह्मांड के विस्तार और आकाशगंगाओं तथा बड़ी ब्रह्मांडीय संरचनाओं के निर्माण दोनों को प्रभावित कर सकती है। 'डार्क मैटर के बारे में हम जो कुछ भी जानते हैं वह अब तक केवल इसके गुरुत्वाकर्षण प्रभावों के माध्यम से सीखा गया है,' अध्ययन के संबंधित लेखक और पेरिमीटर इंस्टीट्यूट फॉर थियोरेटिकल फिजिक्स के शोधकर्ता ज़ाचरी वेनर कहते हैं। 'यह संभावना छोड़ता है कि डार्क मैटर में अतिरिक्त परस्पर क्रियाएं हो सकती हैं जो सामान्य पदार्थ से छिपी हैं।'

शोध दल ने सैद्धांतिक मॉडलों के एक समूह की जांच की जिसमें डार्क मैटर कण गुरुत्वाकर्षण के अलावा एक लंबी दूरी के बल के माध्यम से परस्पर क्रिया करते हैं। सैद्धांतिक गणनाओं और ब्रह्मांडीय डेटा का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने अध्ययन किया कि यह छिपी हुई परस्पर क्रिया ब्रह्मांडीय विस्तार के इतिहास और बड़े पैमाने की संरचना के विकास को कैसे प्रभावित करेगी। पहली बार में, अपेक्षित परिणाम सीधा लगता है: यदि डार्क मैटर कण एक दूसरे को किसी अन्य बल के माध्यम से आकर्षित करते हैं, तो उन्हें तेजी से गुच्छों में इकट्ठा होना चाहिए। वह मजबूत समूहन उन अवलोकनों की व्याख्या करने के लिए भी प्रतीत हो सकता है जो सुझाव देते हैं कि ब्रह्मांड में भविष्यवाणी की तुलना में सघन संरचनाएं हैं। 'पहली चीज जो आप उम्मीद करेंगे वह यह है कि डार्क मैटर को एक अतिरिक्त आकर्षक बल देने से संरचनाएं तेजी से बढ़ेंगी,' वेनर कहते हैं। 'लेकिन एक और प्रभाव एक ही समय में खेल में आता है।'

शोधकर्ताओं द्वारा जांचे गए मॉडलों में, अतिरिक्त बल डार्क मैटर को अधिक प्रभावी ढंग से समूहित करता है। हालांकि, यह ब्रह्मांड के विस्तार के रूप में डार्क मैटर के व्यवहार को भी बदल देता है। यही प्रक्रिया डार्क मैटर कणों को समय के साथ प्रभावी रूप से द्रव्यमान खोने का कारण बनती है। यह कमी उनके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव को कमजोर करती है, जो छिपे हुए बल द्वारा उत्पन्न मजबूत आकर्षण को ऑफसेट करती है। परिणामस्वरूप, बढ़ा हुआ समूहन ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि पर एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण छाप नहीं बनाता है। ज्यादातर मामलों में, संयुक्त प्रभाव वास्तव में ब्रह्मांडीय संरचना के विकास को दबा देता है।

ये निष्कर्ष उन सिद्धांतों के लिए मायने रख सकते हैं जो अकेले डार्क मैटर से परे हैं। डार्क एनर्जी स्पेक्ट्रोस्कोपिक इंस्ट्रूमेंट (DESI) से हाल के मापों के लिए प्रस्तावित कुछ स्पष्टीकरणों में डार्क मैटर कणों के बीच समान परस्पर क्रियाएं शामिल हैं। शोधकर्ताओं के अनुसार, नई पहचानी गई तंत्र उन अधिक जटिल मॉडलों को प्रभावित करने की संभावना है।