Tim iz Kanade i SAD ispitao je jednostavan model dodatne sile koja deluje samo unutar tamnog sektora i utvrdio da dodatna privlačnost ne mora dovesti do bržeg formiranja kosmičkih struktura. Razlog je u tome što ista sila smanjuje efektivnu masu tamnih čestica tokom vremena, što razređuje pozadinsku gustinu i može potisnuti rast struktura. Da bi model bio u skladu sa CMB podacima, bila bi potrebna veća količina tamne energije, a autori ističu potrebu za detaljnijim nelinearnim simulacijama.
Tamna materija možda skriva dodatnu silu — ali ona ne mora pojačati zbijanje struktura
(Buradaki/iStock/Getty Images Plus)
Standardni kosmološki model izvanredno dobro opisuje veliki deo Univerzuma, ali postoje zagonetke u kojima podaci ne savršeno odgovaraju predviđanjima. Jedna od takvih zagonetki tiče se "grudvastosti" — stepena u kojem se tamna materija skuplja u nakupine i oblikuje kosmičku strukturu.
YouTube Thumbnail
Tim istraživača iz Kanade i SAD je u radu objavljenom u Journal of Cosmology and Astroparticle Physics analizirao jednostavan model dodatne međudelne sile koja deluje isključivo unutar tamnog sektora. Cilj je bio proveriti da li takva sila može objasniti naizgled pojačano zbijanje struktura u kasnijim fazama evolucije Univerzuma.
Researchers are testing new theories to fit withcosmic microwave background data. (ESA and the Planck Collaboration)
Glavni nalazi
Na prvi pogled, dodatna privlačna sila između čestica tamne materije izgleda da bi ubrzala rast gustina i pojačala formiranje struktura. Međutim, autori otkrivaju da istovremeno deluje suprotan efekat: ta ista interakcija može smanjivati efektivnu masu tamnih čestica tokom vremena.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
„Prvo što biste očekivali jeste da dodatna privlačna sila među delićima tamne materije ubrza rast struktura“, kaže teoretski fizičar Zachary Weiner iz Perimeter Institute for Theoretical Physics. „Ali Univerzum je često suptilniji nego što intuicija sugeriše.“
Prema modelima poređenim sa podacima kosmičkog mikrotalasnog (mikrovalnog) pozadinskog zračenja (CMB) i merenjima velikih kosmičkih skala, efekat pojačane privlačnosti uglavnom je poništen zato što smanjena efektivna masa dovodi do bržeg razređivanja pozadinske gustine tamne materije. Kao rezultat, očekivano ubrzanje rasta struktura može biti potisnuto ili čak zamenjeno slabijim rastom.
Three components make up the Universe. (NASA's Goddard Space Flight Center)
Implikacije i ograničenja
Da bi se model dodatne tamne sile uskladio sa postojećim CMB podacima i procenama širenja Univerzuma, autori navode da bi u kosmičkom sadržaju trebalo biti više tamne energije. Drugim rečima, uvođenje nove interakcije zahteva i preuređenje balansa između tamne materije i tamne energije.
Ipak, istraživači ne isključuju postojanje takve sile; podaci čak nagoveštavaju mogućnost vrlo slabe interakcije unutar tamnog sektora. Ključno ograničenje rada je što su modeli napravljeni i testirani pretežno na linearne skale — u kojim su procesi pojednostavljeni — dok su realne nelinearne interakcije u kosmosu složenije i zahtevaju detaljnije simulacije.
Šta sledi?
Autori najavljuju dalja istraživanja koja će uključiti složenije, nelinearne simulacije i šira poređenja sa opservacionim podacima. Kako savremeni teleskopi i tehnike obrade podataka donose preciznije merenja, moguće teorijske varijante biće dodatno sužene ili potvrđene.
Zašto je važno: Tamna materija i tamna energija zajedno čine približno 95% ukupne mase-energije u Univerzumu, pa svako novo saznanje o njihovim svojstvima ima dalekosežne posledice za kosmologiju i naše razumevanje evolucije kosmičkih struktura.
Pomozite nam da budemo bolji.
