Nuo pat pradžių, kai ji buvo pasiūlyta, „Dark Matter“ buvo paslaptis. Be to, kad bandė rasti tiesioginius jo egzistavimo įrodymus, mokslininkai pastaruosius kelis dešimtmečius taip pat praleido kurdami teorinius modelius, kad paaiškintų, kaip tai veikia. Pastaraisiais metais populiari nuomonė, kad „Dark Matter“ yra „šalta“ ir paskirstoma grupelėse visoje Visatoje, stebėjimas paremtas Plancko misijos duomenimis.
Tačiau naujas tyrimas, kurį parengė tarptautinė tyrėjų komanda, nutapė kitokį vaizdą. Naudodamiesi „Kilo Degree Survey“ (KiDS) duomenimis, šie tyrėjai ištyrė, kaip šviesą, sklindančią iš milijonų tolimų galaktikų, paveikė materijos gravitacinė įtaka didžiausioms skalėms. Jie nustatė, kad „Dark Matter“ pasiskirsto sklandžiau visoje erdvėje, nei manyta anksčiau.
Pastaruosius penkerius metus „KiDS“ tyrime buvo naudojamas VLT apklausos teleskopas (VST) - didžiausias teleskopas ESO La Silla Paranal observatorijoje Čilėje - apklausti 1500 kvadratinių laipsnių pietinį naktinį dangų. Šis erdvės tūris buvo stebimas keturiomis juostomis (UV, IR, žalia ir raudona), naudojant silpnus gravitacinius lęšius ir fotometrinius raudonojo poslinkio matavimus.
Remiantis Einšteino bendrojo reliatyvumo teorija, gravitacinis lęšis apima tyrimą, kaip masyvaus objekto gravitacinis laukas sulenks šviesą. Tuo tarpu raudonojo poslinkio metu bandoma įvertinti greitį, kuriuo kitos galaktikos tolsta nuo mūsų, matuojant, kokiu laipsniu jų šviesa pasislenka link raudonojo spektro galo (t. Y. Jo bangos ilgis tampa ilgesnis, tuo greičiau šaltinis tolsta).
Gravitacinis lęšis yra ypač naudingas, kai reikia nustatyti, kaip atsirado Visata. Mūsų dabartinis kosmologinis modelis, žinomas kaip „Lambda Cold Dark Matter“ („Lambda CDM“) modelis, teigia, kad „Dark Energy“ yra atsakinga už vėlyvą Visatos plėtimosi pagreitį ir kad „Dark Matter“ sudaro didžiulės dalelės, kurios yra atsakingos kosmologinei struktūrai formuoti.
Tyrimo komanda, naudodama nedidelį šio metodo, vadinamo kosminiu spinduliu, kitimą, tyrė tolimųjų galaktikų šviesą, kad nustatytų, kaip ją sulaiko didžiausių Visatos struktūrų (tokių kaip superklasteriai ir gijos) buvimas. Kaip dr. Hendrik Hildebrandt - Argelanderio astronomijos instituto (AIfA) astronomas ir pagrindinis šio straipsnio autorius - žurnalui „Space Magazine“ pasakojo el. Paštu:
„Paprastai galvojama apie vieną didelę masę, pavyzdžiui, galaktikų spiečius, kuris sukelia šį šviesos deformaciją. Tačiau visatoje Visatoje taip pat yra materijos. Šią tolimų galaktikų šviesą nuolat nukreipia ši vadinamoji didelio masto struktūra. Dėl to arti dangaus esančios galaktikos gali būti „nukreiptos“ ta pačia kryptimi. Tai mažas efektas, tačiau jį galima išmatuoti naudojant didelius galaktikų pavyzdžių statistinius metodus. Kai išmatuojome, kaip stipriai galaktikos „rodo“ ta pačia kryptimi, iš to galime daryti išvadą apie stambios struktūros statistines savybes, pvz. vidutinis materijos tankis ir kaip stipriai materija yra sulipdyta / sugrupuota. “
Naudodama šią metodą, tyrimo komanda atliko 450 kvadratinių laipsnių KiDS duomenų analizę, kuri atitinka apie 1% viso dangaus. Šiame kosmoso tūryje stebėta, kaip iš maždaug 15 milijonų galaktikų sklindanti šviesa sąveikavo su visomis medžiagomis, esančiomis tarp jų ir Žemės.
Suderindama ypač aštrius VST gautus vaizdus su pažangia kompiuterine programine įranga, komanda sugebėjo atlikti vieną tiksliausių matavimų, atliktų kosminės šlyties metu. Įdomu tai, kad rezultatai neatitiko tų, kuriuos pateikė EKA „Planck“ misija, kuri iki šiol yra išsamiausias visatos žemėlapis.
„Planck“ misija pateikė nuostabiai išsamią ir tikslią informaciją apie kosminės mikrobangos foną (CMB). Tai padėjo astronomams susieti ankstyvąją Visatą, taip pat sukurti teorijas, kaip materija pasiskirstė šiuo laikotarpiu. Kaip paaiškino Hildebrandtas:
„Plankas labai tiksliai išmatuoja daugelį kosmologinių parametrų, atsižvelgiant į kosminių mikrobangų fono temperatūros svyravimus, ty fizinius procesus, kurie įvyko 400 000 metų po Didžiojo sprogimo. Du iš šių parametrų yra vidutinis Visatos materijos tankis ir matas, kaip stipriai ši medžiaga yra sutraukta. Kosminiu šlyties būdu mes taip pat išmatuojame šiuos du parametrus, tačiau daug vėliau (prieš keletą milijardų metų arba ~ 10 milijardų metų po Didžiojo sprogimo), t. Y. Mūsų naujesnėje praeityje “.
Tačiau Hildebrandtas ir jo komanda nustatė šių parametrų reikšmes, kurios buvo žymiai mažesnės, nei nustatė Plankas. Iš esmės jų kosminės šlyties rezultatai leidžia manyti, kad Visatoje yra mažiau materijos ir kad ji yra mažiau klasterizuota, nei numatė Planko rezultatai. Šie rezultatai greičiausiai turės įtakos kosmologiniams tyrimams ir teorinei fizikai ateinančiais metais.
Šiuo metu „Dark Matter“ lieka neaptinkamas naudojant standartinius metodus. Kaip ir juodosios skylės, jos egzistavimą galima spręsti tik iš pastebimo gravitacinio poveikio, kurį ji daro matomai medžiagai. Šiuo atveju jos buvimas ir pamatinė prigimtis matuojama pagal tai, kaip ji paveikė Visatos evoliuciją per pastaruosius 13,8 milijardo metų. Kadangi rezultatai atrodo prieštaringi, astronomais dabar gali tekti persvarstyti kai kurias ankstesnes jų mintis.
„Yra keletas variantų: kadangi mes nesuprantame dominuojančių Visatos ingredientų (tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos), galime žaisti su abiejų savybėmis“, - sakė Hildebrandtas. „Pavyzdžiui, skirtingos tamsiosios energijos formos (sudėtingesnės nei paprasčiausia galimybė, tai yra Einšteino„ kosmologinė konstanta “) galėtų paaiškinti mūsų matavimus. Kita įdomi galimybė yra tai, kad tai ženklas, jog gravitacijos dėsniai Visatos skalėje skiriasi nuo bendrojo reliatyvumo. Viskas, ką dabar galime pasakyti, yra tai, kad kažkas atrodo ne visai teisingai! “
