Ciemna materia mogła nie wpływać na powstawanie pierwszych galaktyk

Obserwacje przeprowadzone za pomocą Teleskopu Webba mogą podważać dotychczasowe rozumienie Wszechświata przez astronomów, które zakłada, że ciemna materia wpływała na powstawanie pierwszych gwiazd i galaktyk.

.Standardowy model formowania się galaktyk we wczesnym Wszechświecie przewidywał, że Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) dostrzeże słabe sygnały z małych, prymitywnych galaktyk. Obserwacje jednak nie potwierdzają hipotezy, że niewidzialna ciemna materia pomogła najwcześniejszym gwiazdom i galaktykom zlepić się razem.

Zamiast tego najstarsze galaktyki są duże i jasne, co jest zgodne z alternatywną teorią grawitacji, wynika z nowego badania przeprowadzonego przez Case Western Reserve University i opublikowanego w czasopiśmie The Astrophysical Journal. Odkrycia te podważają dotychczasowe rozumienie wczesnego Wszechświata przez astronomów.

„To, co przewidywała teoria ciemnej materii, nie jest tym, co widzimy” – podkreśla Stacy McGaugh z Case Western Reserve University.

Astrofizycy twierdzą w nowym badaniu, że zamiast ciemnej materii dużą rolę mogła odegrać zmodyfikowana grawitacja. Według teorii powstałej w 1998, znanej jako MOND (Modified Newtonian Dynamics), tworzenie się struktur we wczesnym Wszechświecie następowało bardzo szybko – znacznie szybciej niż przewidywała teoria zimnej ciemnej materii znana jako lambda-CDM.

JWST został zaprojektowany, aby odpowiedzieć na niektóre z największych pytań dotyczących kosmosu, takich jak i kiedy powstały gwiazdy i galaktyki? Do czasu jego uruchomienia w 2021 r. żaden teleskop nie był w stanie zajrzeć tak głęboko w odległy Wszechświat i daleko w przeszłość.

Jak tłumaczą badacze, Lambda-CDM przewiduje, że galaktyki powstały w wyniku stopniowej akrecji materii od małych do większych struktur, ze względu na dodatkową grawitację zapewnianą przez masę ciemnej materii.

„Astronomowie wymyślili ciemną materię, aby wyjaśnić, w jaki sposób można przejść od bardzo gładkiego wczesnego Wszechświata do dużych galaktyk z dużą ilością pustej przestrzeni między nimi, które widzimy dzisiaj. Małe kawałki łączyły się w coraz większe struktury, aż uformowały się galaktyki. JWST powinien być w stanie dostrzec te małe pierwotne galaktyki jako słabe światło. Oczekiwano, że każda duża galaktyka, którą widzimy w pobliskim Wszechświecie, miała swój początek w tych małych zalążkach” – mówi McGaugh.

Jednak nawet przy coraz większych przesunięciach ku czerwieni – patrząc na coraz wcześniejsze etapy ewolucji Wszechświata – sygnały są większe i jaśniejsze niż oczekiwali naukowcy.

MOND przewiduje, że masa, która staje się galaktyką, szybko rośnie i początkowo rozszerza się na zewnątrz wraz z resztą Wszechświata. Silniejsza siła grawitacji spowalnia, a następnie odwraca ekspansję, a materia zapada się w sobie, tworząc galaktykę. W tej teorii ciemna materia w ogóle nie istnieje.

.Duże i jasne struktury zaobserwowane przez Kosmiczny Teleskop Webba w bardzo wczesnym kosmosie, jak podkreślają astronomowie, zostały przewidziane przez torię MOND ponad ćwierć wieku temu.

Oprac. EG