Од чега се састоји Универзум? Не брините ако немате појма, астрономи немају ни једно. Јамес Јее са Универзитета Јохнс Хопкинс користио је свемирски телескоп Хуббле да направи детаљну мапу концентрација тамне материје око две галаксије. А астрономи су добили само неке нове трагове.
Слушајте интервју: Дарк Маттер Мапс (5 МБ)
Или се претплатите на Подцаст: Претплатите се
Фрасер Цаин: Појам тамне материје смо чули поприлично. Можете ли нам дати тренутно разумевање шта је тамна материја?
Др Џејмс Џеј: Пре него што говорим о тамној материји, морам да напоменем шта астрономи сада верују у то како је Универзум ушао у ово што јесте данас. Верујемо да је 30% Универзума материја, а осталих 70% тамна енергија, а тамна материја чини више од 90% материје у Универзуму. Нико није открио тамну материју у лабораторијама, тако да не знају облик, боју или мирис исте, али постоје докази да је она тамо. Можемо га открити такозваним гравитационим сочивима.
Фрасер: Дакле, недавно сте урадили истраживање помоћу свемирског телескопа Хуббле за мапирање концентрације тамне материје. Какав је то био поступак?
Др Јее: Тамна материја садржи, као што рекох, 90% материје у Универзуму, и најбоље место за тражење тамне материје је место у којем она највише има у изобиљу. Стога смо указали на свемирски телескоп Хуббле на два најзанимљивија кластера галаксија који су се формирали када је Универзум упола био тренутни.
Фрасер: А шта сте видели?
Др Јее: Испитали смо спектралну дистрибуцију позадинских галаксија. Испитујући дисторзију тих позадинских галаксија, успели смо да утврдимо густину тамне материје у првом плану.
Фрасер: Да видим да ли ово правилно разумем. Гледали сте у далеке галаксије и видевши начин на који се светлост мења како долази ка нама, били сте у стању да откријете где постоје скривени гроздови материје који гравитационо утичу на њу.
Др Јее: Тачно. Можда је ово добра аналогија. Претпоставимо да читате вести користећи повећало, можете закључити снагу или дебљину сочива испитивањем колико слова изгледају већа кроз повећало. Слично томе, ако погледате изобличење или увећање галаксија у позадини, можете утврдити густину неухватљиве тамне материје у првом плану.
Фрасер: Па који је онда однос тамне материје и галаксија које можемо видети?
Др Јее: То је доминантна материја у Универзуму и има гравитацију. Без тамне материје, веома је тешко формирати галаксије са структурама великих размера какве видимо у данашњем Универзуму. Тако дефинитивно, тамна материја помаже стварању галаксија у структури великих размера.
Фрасер: Да ли је онда могуће да тамо где се мрачна материја згрчи, тамо ћемо вероватно видети галаксије?
Др Јее: Да, то је у основи оно што смо пронашли у свом истраживању. Људи су нагађали да је тамна материја честице без судара и да би тамна материја требала постојати заједно. Али то нико није могао врло јасно да утврди јер тамна материја не емитује никакве електромагнетне таласе. Оно што смо открили помоћу Хубблеа је да се светлеће галаксије формирају у најгушћим пределима тих ореола тамне материје.
Фрасер: Ако знамо да се таква врста гомилања догађа - изгледа да то двоје иде од руке - да ли вам ово омогућава да избаците било које постојеће теорије о томе која би могла бити та мрачна материја?
Др Јее: Да, то нам даје много трагова. Већина људи верује да тамна материја није судара, али неки предлажу да могу имати нека својства сударања попут гасова водоника. Начин на који се сакупљају тамне материје даје нам наговештаје о томе шта је тамна материја. Претпоставимо да тамна материја има својства сударања, попут атома водоника, онда се она сударају једна с другом врло често, а ми ћемо видети врло глатку дистрибуцију халоа тамне материје. Али открили смо да су ове структуре врло грубе, попут масе саме галаксије. То указује да ће честице тамне материје, ако их има, бити честице без судара као што већина теорија каже у данашњој астрономији.
Фрасер: Ох, видим да су стварне честице које би могле изазвати ову тамну материју или су тако мале, или тако слабе узајамне интеракције да се чак ни заједно не боцкају. А ако би се заједно потукли, заправо бисте видели равномернији спреј дистрибуције. Па на основу налаза које сте стекли, шта би била следећа фаза вашег истраживања?
Др. Јее: Напредна камера за анкете обухвата више од 15 галаксијских кластера који су веома занимљиви. Ово су само прва два резултата. Верујемо да ако испунимо 15 галаксијских кластера за истраживање, тада ћемо имати јаснију слику како међусобно делују тамна и нормална материја, могуће гравитацијом. И можда ћемо имати јаснију представу о томе како тамна материја доприноси формирању структуре универзума великих размера.
Фрасер: А на основу досадашњег истраживања, да ли имате теорију о кућним љубимцима о томе шта би тамна материја могла бити?
Др. Јее: Па, ако одете на веб страницу Астро-пх, то је веб локација на којој људи постављају разне истраживачке радове, а дневно има 10 или 15 радова. И постоје многе спекулације о томе које су врло атрактивне и веродостојне. Али претпостављам да ће се на природу тамне материје одговорити за 10, 15 година, али још увек тражимо. Наше истраживање даје невиђену резолуцију тамне материје која може разликовати колизије од честица без судара.
Фрасер: А постоје ли неки други инструменти осим Хуббле-а који би могли ово да раде?
Др Јее: гравитациона сочива можемо да радимо помоћу земаљских телескопа. У ствари, 1990. године људи су први пут открили тамну материју помоћу гравитационог сочива. Али када радите гравитационо сочиво помоћу земаљског телескопа, резолуција је тако лоша. Другим речима, атмосферска турбуленција ће размазати гравитационо сочиво, тако да не можемо видети веома квалитетну слику тамне материје. Али ако телескоп користимо у свемиру, онда он не замагљује облик позадинске слике, тако да штедите сигнал гравитационог сочива. Можемо смислити слику врло високе резолуције дистрибуције тамне материје.
Фрасер: А већи инструмент би вам дао бољу слику.
Др Јее: Дефинитивно. Следећи телескоп је ЈВСТ (Јамес Вебб свемирски телескоп) који ће ефикасно повећати разрешење значења тамне материје за фактор 10 или више.
Фрасер. Мислите ли да ћете видјети нешто значајно с 10к резолуцијом?
Др Јее: Глобални облик дистрибуције тамне материје се неће много променити, али у том случају ћемо можда моћи да упоредимо структуру тамне материје у односу на галаксије. У том случају можда ћемо моћи одговорити да ли честице тамне материје имају нека колизиона својства. У почетку сам рекао да је оно што сам нашао у складу са хипотезом без судара. Али било је неких сугестија да честице тамне материје могу имати врло мала колизиона својства. Тако бисмо могли одредити помак између материје тамне и галаксије. То вам пружа мноштво могућих ограничења на колизионе пресеке нормалних и тамних честица материје.
Ово истраживање објављено је у часопису Спаце Магазине 13. децембра 2005.
