Tim sa UNIGE uporedio je brzine galaksija i dubinu gravitacionih jama kako bi testirao da li tamna materija podleže isključivo gravitaciji. Rezultati pokazuju da tamna materija pada u gravitacione jame isto kao i obična materija, što ograničava mogućnost postojanja snažne pete sile. Ako peta sila postoji, njena jačina ne može prelaziti ~7% gravitacione sile, a budući podaci (LSST, DESI) mogli bi detektovati sile slabe i do ~2%.
Tamna materija podleže gravitaciji — da li to isključuje petu fundamentalnu silu?
Tamna materija podleže gravitaciji — da li to isključuje petu fundamentalnu silu?
Novo istraživanje ukazuje da tamna materija, iako nevidljiva za elektromagnetno zračenje, reaguje na gravitaciju na velikim kosmičkim skalama isto kao i obična materija. To znači da snažna, dodatna (peta) fundamentalna sila koja bi bitno menjala kretanje tamne materije verovatno ne postoji — ili, ukoliko postoji, mora biti vrlo slaba.
Istraživači sa Univerziteta u Ženevi (UNIGE) uporedili su brzine galaksija sa dubinom gravitacionih jama koje nastaju savijanjem prostor-vremena pod uticajem velikih masa — efekat predviđen opštom teorijom relativnosti. Ako bi tamna materija bila pod uticajem neke dodatne sile, kretanje galaksija bi odstupalo od očekivanog ponašanja pod čistom gravitacijom.
„Da bismo odgovorili na to pitanje, uporedili smo brzine galaksija sa dubinom gravitacionih jama“, izjavila je Camille Bonvin iz UNIGE. „Ako tamna materija nije pod uticajem pete sile, galaksije — koje su većim delom sastavljene od tamne materije — padaju u te jame isto kao i obična materija. Prisustvo dodatne sile bi promenilo ovo kretanje.“
Analize, izvedene na osnovu najnovijih kosmoloških podataka, pokazuju da tamna materija klizi u gravitacione jame na način koji je u skladu sa gravitacijom opisanim opštom teorijom relativnosti. To ne zatvara potpuno mogućnost za neku nepoznatu interakciju, ali nameće stroga ograničenja na njenu jačinu.
Nastassia Grimm (Institute of Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth) navodi da trenutni rezultati ne isključuju kategorčki petu silu — ali da bi ona, ukoliko postoji, morala biti slabija od oko 7% jačine gravitacije, jer jača sila bi već bila detektovana u analizama.
Tim očekuje da će nadolazeći eksperimenti dodatno suziti prostor mogućih rešenja: LSST (Legacy Survey of Space and Time pri Vera C. Rubin Observatory) i DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) mogli bi biti osetljivi na sile čija je jačina svega ~2% gravitacione sile, što će omogućiti još strože testove prirode tamne materije, ističe Isaac Tutusaus (University of Toulouse).
Rad tima je objavljen u časopisu Nature Communications 3. novembra.
Pomozite nam da budemo bolji.
