Bilo bi skrajno optimistično, če bi rekli, da razumemo temno snov. Toda tudi pri majhnem dojemanju, ki ga imamo, nam morda manjkajo pomembne stvari.
Nova opazovanja vesoljskega teleskopa Hubble so odkrila veliko večjo koncentracijo temne snovi, kot je bila pričakovana v nekaterih galaksijah. Te koncentracije niso v skladu s teoretičnimi modeli, kar kaže na to, da obstaja veliko vrzeli v našem razumevanju. Simulacije so lahko napačne ali pa obstaja lastnost temne snovi, ki je v celoti ne razumemo, meni raziskovalna skupina.
V simulacijah morda zgrešimo ključne fizikalne elemente
Temna snov je ena največjih neznank v našem razumevanju vesolja. Preprosto povedano, ne vemo, kaj je to. Ne absorbira, odseva ali oddaja nobenega elektromagnetnega sevanja, zaradi česar je ni mogoče neposredno zaznati. Vendar pa deluje z gravitacijo v vidni snovi vesolja.
To pomeni, da lahko preučimo, kako se stvari, kot so galaksije in zvezde, porazdelijo in premikajo po vesolju, izračunamo gravitacijo, potrebno za ustvarjanje teh porazdelitev in gibanj, ter izračunamo in odštejemo gravitacijo, ki jo ustvarja vidna snov. Teža, ki ostane, pokaže, koliko temne snovi je v vesolju. In po izračunih jo je ogromno.
Kar 85 odstotkov snovi v vesolju je potencialna temna snov
Eden od načinov, kako lahko posredno zaznamo temno snov, je gravitacijsko lečenje. Resnično masivni predmeti, kot so jate galaksij, ustvarjajo tako močno gravitacijsko polje, da se sam prostor in čas ukrivita. Kar pomeni, da se vsaka svetloba, ki potuje skozi prostor in čas, premika po ukrivljeni poti.
Predmeti na skrajni strani tega gravitacijskega polja, na primer oddaljene galaksije, se nam zdijo povečani, zamazani, podvojeni in popačeni.
S proučevanjem teh izkrivljanj in sestavljanjem galaksij nazaj lahko ugotovimo, kako je bila svetloba popačena, kar pomeni, da lahko zemljevid gravitacijskega polja preslikamo – večje je popačenje, močnejše je gravitacijsko polje. Še enkrat odštejemo vidno snov in dobimo zemljevid temne snovi znotraj lečeče se kopice.
Znanstveniki v raziskavi so si ogledali opazovanja 11 grozdov galaksij s pomočjo vesoljskega teleskopa Hubble in zelo velikega teleskopa v Čilu.
»Grozdi galaksij so idealni laboratoriji, ki bodo pomagali razumeti, ali računalniške simulacije vesolja zanesljivo reproducirajo, kaj lahko sklepamo o temni snovi in njenem medsebojnem delovanju s svetlobno snovjo,« so pojasnili.
Ko je ekipa začela z analizo podatkov, je ugotovila obsežne učinke leče, ki naj bi jih povzročila galaksija kot celota. Ugotovili pa so tudi manjše učinke leč, ugnezdenih znotraj. Te majhne leče, ki so jih ustvarile posamezne galaksije znotraj grozdov, se niso pojavile v simulacijah kopic, kar kaže na presežek temne snovi.
Da bi preverili svoje ugotovitve, je skupina izvedla spektroskopska opazovanja galaksij z uporabo premika svetlobe za izračun hitrosti zvezd, ki krožijo – klasično orodje za merjenje temne snovi.
In še enkrat so preverili svoje izračune razdalje, ker lahko to bistveno vpliva na izračune temne snovi.
Raziskovalci so ugotovili, da je v teh posameznih galaksijah veliko večja koncentracija temne snovi, kot je dovoljevala simulacija. Toda simulacije so temeljile na našem najboljšem razumevanju temne snovi – od kod torej dodatna masa?
No, ne vemo. Ampak to bo vznemirljivo odkritje.
»Zame osebno je odkrivanje vrzeli – v tem primeru 10-odstotne razlike – med opazovanjem in teoretično napovedjo zelo vznemirljivo,« je povedala astrofizičarka Priyamvada Natarajan z univerze Yale.
»Ključni cilj raziskave je bil preizkušanje teoretičnih modelov z izboljšanjem kakovosti podatkov, da bi našli te vrzeli. Prav te vrzeli in nepravilnosti so pogosto razkrile, da bodisi v trenutni teoriji nekaj pogrešamo, bodisi kaže na povsem nov model, ki bo imel več pojasnjevalne moči.«
Kakor koli že, odkritje, kaj povzroča neskladje med simulacijo in opazovanjem, nas bo verjetno pripeljalo do močnejšega razumevanja temne snovi.
Novinar
