Погледај галаксију, шта видиш? Вероватно пуно звезда. И сахрањени међу тим звездама, ако сте погледали довољно пажљиво, могли бисте пронаћи планете, црне рупе, беле патуљке, астероиде и све врсте разних ситних квота и крајева. Уобичајени галактички миље.
Оно што не бисте видели је оно што је већина те галаксије стварно направљен од. Не бисте видели невидљиво, скривено. Не бисте видели већину те галактичке масе. Не бисте видели мрачну материју.
Дарк Маттерс Мост
Тамна материја је хипотетички облик материје, а у тој хипотези ви управо сада пливате у њој. Колико можемо рећи, засновано на деценијама пажљивог, детаљног посматрања свега, од кретања звезда унутар галаксија до кретања галаксија унутар кластера, до раних тренутака великог праска до раста структуре по целом свемиру (тј. , на овоме смо заиста много радили), наш космос није оно што се чини на површини.
Главни резултат: већина сирових ствари у нашем универзуму једноставно нема интеракције са светлошћу. Уобичајено му је име "тамна материја", али би могло бити и боље име невидљив материја. Нисмо баш сигурни о чему се ради (још увек радимо на том комаду), али чини се да је тамна материја нека врста микроскопских честица која преплављују сваку галаксију и импутирају је додатном масом. Пошто та тамна материја не делује са светлошћу, она нема осећај никакве везе са електромагнетном силом, што значи да једноставно пролази кроз нормалну материју без примећења или бриге ни о једном залогају.
Тежина Ништа
Колико је ова тамна материја моћна у смислу објашњавања дубоких и збуњујућих проблема универзума, она има и неке слабости. Најзначајније, када астрофизичари покрећу рачунарске симулације раста галаксија - пратећи њихово формирање и еволуцију током милијарди година користећи сву познату физику која претвара у стварање галаксије галаксију - откривају да тамна материја заиста тежи, стварно се скупе до обесналано високих густина у центру тих галаксија.
То је само по себи лепо и дрско предвиђање, али не уклапа се баш у запажања. Иако не можемо директно видети тамну материју (запамтите: невидљиво), можемо видети њене ефекте на све остало, укључујући и нормалну материју. Тамна материја можда не игра електромагнетну игру, али она говори са гравитацијом, јер је гравитација супер-пријазна и способна је да разговара са сваком мрвицом масе и енергије у целом универзуму.
Дакле, ако напуните галаксију тамном материјом, а тамна материја има тенденцију да се велико згрче у центру, тада ће бити пуно тежина у средишту галаксије, увлачећи се у околни гас. Док се тај гас компримира на језгру, он ће се смањити и урушити, покрећући велике догађаје формирања звезда, искачући легла нових звезда.
Другим речима, језгре галаксија требало би да имају гомилу молекуларних накупина гаса и звезда. И иако су галактички центри заиста веома богата места, они то нису то богат.
Закључак да банално предвиђање о понашању тамне материје у галактичким језграма није пуна прича. Пошто имамо толико других добрих разлога да верујемо да је тамна материја ствар, поставља се питање: шта ју избацује из суштине?
Стресање ствари
Дајте десет теоријских физика проблем и они ће наћи десетак решења. А у случају "суморности" језгара тамне материје, успеле су да искачу све врсте забавних објашњења. Можда је тамна материја егзотичнија него што смо мислили, способна да мало комуницира са собом кроз нову пету силу природе, изравнавајући се у сржи. Можда је тамна материја само природно топла и енергична и тешко се сакупља у центру.
Колико год те опције биле цоол, можда је објашњење нешто светлије. Тамна материја може утицати на понашање нормалне материје путем гравитације, а исто је и обрнуто. Иако је знатно мање гломазније од својих мрачних колега, редовна материја нашег универзума може провући и повући и проширити све остало, па макар и ситно.
Недавно је тим астронома проучавао неколико популација патуљастих галаксија, где се најлакше може испитати веза између тамне и нормалне материје. Они су користили ове узорке за потрагу за било каквим односима између формирања звезда и централне густине. У овом сценарију, ако би галаксија доживела много недавних формирања звезда, активирајући експлозивне ветрове супернове и друге темпераментне изливе, тада би то избацило пуно нормалне материје из језгре, а гравитација би учинила своје и извукла део мрачне материје заједно са нормалним стварима.
Студија је пронашла интригантан резултат: патуљасте галаксије са мноштвом недавних формирања звезда („недавне“ су биле у протеклих шест милијарди година) имале су глатке централне густине, док су њихови мање активни браћа и сестре били много гужви у својим центрима, фаворизујући ову хипотезу да нормална материја заиста може утицати на таму. Иако ово не решава у потпуности загонетку природе тамне материје, то је значајан корак напред.
Прочитајте још: „Тамна материја се загрева у патуљастим галаксијама“
