Тамна материја, мистериозна супстанца која чини четвртину масе и енергије свемира, могла би се начинити од изузетно ситних и светлих честица, сугерише ново истраживање. Тај „мутни“ облик тамне материје назван је због тога што би се таласне дужине ових ситних честица размазале по огромно огромном подручју - изменио ток космичке историје и створио дуге и влажне филаменте уместо неспретних галаксија у раном свемиру, према симулацијама.
Налази имају посматрачке последице - надолазећи телескопи моћи ће да се врате у овај рани временски период и потенцијално ће разликовати различите врсте тамне материје, омогућавајући физичарима да боље разумеју његова својства.
Тамна материја је непозната масивна супстанца која се налази широм космоса. Не одаје светлост - отуда и назив тамна материја - али њени гравитациони ефекти помажу спајање галактичких кластера и узрокују да се звезде на ивицама галаксија врте брже него иначе. Многи научници верују да је већина тамне материје хладна, што значи да се креће релативно споро. Али постоје потпуно различите идеје, попут могућности да је ситна и нејасна, што значи да би се брзо кретала јер је тако лагана.
"Наше симулације показују да прве галаксије и звезде које се формирају изгледају врло различито у универзуму са магловитом тамном материјом од универзума који има хладну тамну материју", Лацхлан Ланцастер, студент астрофизике на Универзитету Принцетон и коаутор новог рада у часопису Пхисицал Ревиев Леттерс, рекао је Ливе Сциенце.
Ланцастер је објаснио да најчешће нагађања о тамној материји сугерирају да се она састоји од слабо интерактивних масивних честица (ВИМП), које би имале неколико десетина или стотина пута већу масу протона. Симулације које користе ову врсту тамне материје су изузетно добре за поновно стварање свеобухватне структуре свемира, укључујући огромне празнине празног простора окружене дугим пауковим влакнима гаса и прашине, формацијом познатом као космичка мрежа. Али на мањим размерама, такви модели садрже низ одступања од онога што астрономи примећују својим телескопима. У овом стандардном погледу тамна материја би се требала гомилати у центрима галаксија, али то нико није видео.
У супротном, тамна материја би била невероватно светла, можда милијарду милијарду милијарду масе електрона, наводи се у саопштењу МИТ-а. Квантна механика каже да се честице могу такође сматрати таласима, а таласне дужине су обрнуто пропорционалне њиховој маси, рекао је Ланцастер. Па би таласна дужина такве светлосне честице била дугачка хиљадама светлосних година.
Нејасна тамна материја би стога имала теже сложити се заједно од хладне, ВИМП тамне материје. У симулацијама, Ланцастер и његови коаутори показали су да ће хладни свемир тамне материје имати галаксије које се релативно брзо формирају из сферних халоа.
Али, магловита тамна материја би се уместо тога спојила у дугачке, влажне низове материјала - „више џиновских нити од неспретних галаксија“, рекао је Ланцастер - и галаксије би се тада рађале веће и касније. Тамна материја би такође имала теже гомилање у центрима галаксија, што би потенцијално објаснило зашто астрономи не посматрају ову неспретност када гледају галаксије.
Инструменти као што су Велики синоптички истраживачки телескоп (ЛССТ) у Чилеу и телескопи класе 30 метара који се граде широм света, ускоро ће моћи да се врате у неке од најранијих дана свемира. Очекује се да ће они почети да узимају податке у наредној деценији, што значи "или ћемо почети да видимо ефекте нејасне тамне материје, или ћемо их почети искључивати", рекао је Ланцастер.
Иако су други истраживачи нагађали о магловитој тамној материји, нове симулације обављају пажљивији посао разрађујући његове космолошке ефекте, рекао је Јеремиах Острикер, астрофизичар са Универзитета Цолумбиа који није био укључен у посао.
"Ово помаже да се износе детаљи о томе шта би формирање структуре имало у овој теорији варијанте", додао је ОСтрикер. "И то је једна од најзанимљивијих теорија варијанте."
Ланцастер је рекао да би се будуће симулације његовог тима могле фокусирати на снимање више детаља о ефектима нејасне тамне материје, што потенцијално даје астрономима бољу представу о томе шта би могли да очекују кроз своје телескопе.
- 18 највећих неразријешених мистерија из физике
- 12 најчуднијих објеката у свемиру
- Власници козмичких рекорда: 12 највећих објеката у свемиру
