Czy ciemna materia zachowuje się jak zwykła materia
Astronomowie przeprowadzili badanie, którego celem było ustalenie czy ciemna materia zachowuje się jak zwykła materia. Odkryli, że są one podobne, co może wskazywać na istnienie nieznanej piątej siły natury.
.Naukowcy od lat zastanawiali się czy ciemna materia kieruje się tymi samymi prawami, co zwykła materia. Tajemnica tego hipotetycznego i nieuchwytnego składnika Wszechświata, który ani nie emituje i odbija światła, wciąż pozostaje nierozwiązana. W ramach nowego badania naukowcy z University of Geneva (UNIGE) postanowił ustalić, czy w skali kosmicznej ciemna materia zachowuje się jak zwykła materia, czy w grę mogą wchodzić również inne siły. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.
Analizy przeprowadzone przez naukowców wskazują, że zachowuje się ona podobnie, co pozostawia otwartą możliwość istnienia jeszcze nieznanej formy interakcji. Badanie rzuca więcej światła na właściwości tej nieuchwytnej materii, której w kosmosie jest pięć razy więcej niż zwykłej.
Jak opisują naukowcy, zwykła materia podlega czterem podstawowym siłom natury – grawitacji, elektromagnetyzmowi oraz silnemu i słabemu oddziaływaniu na poziomie atomowym. Dotychczas nie wiadomo było czy ciemna materia podlega tym samym prawom czy też rządzi nią dotąd nieznana piąta.
Aby rozwikłać tę tajemnicę, naukowcy spróbowali ustalić, czy w skali kosmicznej ciemna materia wpada do studni grawitacyjnych w taki sam sposób, jak zwykła materia. Pod wpływem masywnych ciał niebieskich przestrzeń jest zniekształcana i tworzy obszary silnego przyciągania grawitacyjnego. Zwykła materia – planety, gwiazdy i galaktyki – wpada do tych studni zgodnie ze znanymi prawami fizycznymi, w tym z teorią ogólnej względności Einsteina i równaniami Eulera. Jednak badacze nie byli pewni Czy ciemna materia zachowuje się jak zwykła materia i również może do nich wpadać.
„Aby dowiedzieć się czy ciemna materia zachowuje się jak zwykła materia, porównaliśmy prędkości galaktyk w całym Wszechświecie z głębokością studni grawitacyjnych. Jeśli ciemna materia nie podlega nieznanej piątej sile, to galaktyki – które są w większości wykonane z ciemnej materii – powinny wpadać do tych studni jak zwykła materia, rządzona wyłącznie przez grawitację. Z drugiej strony, jeśli piąta siła zadziałałaby na tę tajemniczą materię, wpłynęłaby ona na ruch galaktyk, które następnie inaczej wpadłyby do studni. Porównując głębokość studni z prędkościami galaktyk, możemy zatem przetestować obecność takiej siły” – mówi Camille Bonvin z University of Geneva.
Astronomowie zastosowali to podejście do aktualnych danych dotyczących galaktyk i doszli do wniosku, że ciemna materia wpada do studni grawitacyjnych w taki sam sposób, jak zwykła materia.
„Na tym etapie jednak te wnioski nie wykluczają obecności dodatkowej nieznanej piątej siły. Ale jeśli taka istnieje, nie przekracza ona 7 proc. siły grawitacji – w przeciwnym razie pojawiłaby się już w naszych analizach” – podkreśla Nastassia Grimm z University of Geneva.
.Jak podkreślają astronomowie, badania pomagają lepiej poznać właściwości ciemnej materii. Następnym wyzwaniem będzie ustalenie, czy rządzi nią dodatkowa nieznana piąta siła.
Oprac. EG
