Bilo bi krajnje optimistično sugerirati da se na pravilan način bavimo proučavanjem tamne materije. Ali čak i uz pretpostavke koje imamo, možda nedostaje nešto važno. Nova opažanja iz svemirskog teleskopa Hubble pronašla su puno veće koncentracije tamne tvari od očekivanih u nekim galaksijama.
Te koncentracije nisu u skladu s teorijskim modelima, što upućuje na to da postoji velika praznina u našem razumijevanju – simulacije mogu biti netočne ili može postojati svojstvo tamne materije koje ne razumijemo u potpunosti, prema istraživačkom timu.
“Proveli smo puno pažljivih ispitivanja u usporedbi simulacija i podataka u ovoj studiji, a naše otkriće neusklađenosti i dalje traje”, rekao je astrofizičar Massimo Meneghetti iz Nacionalnog instituta za astrofiziku u Italiji.
“Jedno od mogućih ishodišta ovog odstupanja je da nam u simulacijama nedostaje neka ključna fizika.”
Tamna materija jedno je od najvećih “rak rana” u našem razumijevanju Svemira. Jednostavno rečeno, ne znamo što je to. Ne apsorbira, ne odražava niti emitira bilo kakvo elektromagnetsko zračenje, što ju čini potpuno neotkrivenim na izravan način. Međutim, ona u interakciji s vidljivom materijom svemira djeluje gravitacijski.
To znači da možemo proučavati kako se stvari poput galaksija i zvijezda raspoređuju i kreću oko Svemira, izračunati gravitaciju potrebnu za stvaranje tih raspodjela i kretanja, te izračunati i oduzeti gravitaciju koju stvara vidljiva materija.
Preostala gravitacija ukazuje na to koliko je tamne materije u Svemiru – i, prema onome što možemo reći, puno je. Čak 85 posto materije u Svemiru može biti tamna tvar.
Jedan od načina na koji možemo neizravno ‘otkriti’ tamnu materiju je gravitacijska leća. Stvarno masivni objekti, poput nakupina galaksija, stvaraju tako intenzivno gravitacijsko polje da se samo prostor-vrijeme zakrivljuje – što znači da se bilo koja svjetlost koja putuje kroz taj prostor-vrijeme kreće krivudavim putem.
Proučavajući ta izobličenja i ponovno sastavljajući galaksije, možemo shvatiti kako je svjetlost bila izobličena, što znači da možemo mapirati gravitacijsko polje – što je veće izobličenje, to je gravitacijsko polje jače. I to su radili Meneghetti i njegov tim, promatrajući 11 nakupina galaksija pomoću svemirskog teleskopa Hubble i Vrlo velikog teleskopa opservatorija u Čileu.
“Grozdovi galaksija idealni su laboratoriji za razumijevanje mogu li računalne simulacije svemira pouzdano reproducirati ono što možemo zaključiti o tamnoj tvari i njezinoj interakciji sa svjetlećom materijom”.
Istraživači su otkrili da je u tim pojedinačnim galaksijama mnogo veća koncentracija tamne tvari od dopuštenih simulacija. Ali simulacije su se temeljile na našem najboljem razumijevanju tamne tvari – pa odakle dolazi dodatna masa?
Pa, ne znamo. Ali bit će to uzbudljivo putovanje do otkrića.
“Za mene osobno otkrivanje jaza – u ovom slučaju faktora odstupanja od 10 – između promatranja i teorijskog predviđanja vrlo je uzbudljivo”, rekao je astrofizičar Priyamvada Natarajan sa sveučilišta Yale. U svakom slučaju, otkrivanje onoga što uzrokuje nesklad između simulacije i promatranja vjerojatno će nas dovesti do snažnijeg razumijevanja tamne materije.