Svemir je prožet ogromnim, nevidljivim mrežama, njegove vitice provlače se kroz svemir. No usprkos organiziranju materije koju vidimo u svemiru, ovaj tamni web je nevidljiv. To je zato što je sastavljena od tamne materije koja vrši gravitacijsko povlačenje, ali ne emitira svjetlost.
Odnosno, web je do sad bio nevidljiv. Istraživači su prvi put osvijetlili neke od najmračnijih kutova svemira.
Tkanje mreže
Davno je svemir bio vreliji, manji i gušći nego sada. To je u prosjeku bilo i mnogo dosadnije. Nije bilo puno odstupanja u gustoći od mjesta do mjesta. Naravno, svemir je bio sve skuplji, ali u mladom svemiru, ma gdje bili, stvari su bile približno iste.
Ali bilo je sitnih, nasumičnih razlika u gustoći. Ti su mladići imali nešto više gravitacijskog povlačenja od okolnog okruženja, pa je materija težila u njih. Rasteći na ovaj način, razvijali su još jači gravitacijski utjecaj, uvlačeći više materije, uzrokujući da budu veće, itd. I tako dalje, milijardama godina. Istodobno, kako su rakiji rasli, prostori između njih praznili su se.
Tijekom kozmičkog vremena, bogati su postali bogatiji, a siromašni siromašniji.
Na kraju su gusti zakrpi prerasli u prve zvijezde, galaksije i grozdove, dok su prostori između njih postali velike kozmičke praznine.
Sada, 13,8 milijardi godina od ovog velikog građevinskog projekta, posao nije sasvim završen. Materija još uvijek izvire iz praznina, pridružujući se skupinama galaksija koje se ulijevaju u guste, bogate grozdove. Danas imamo opsežnu, složenu mrežu vlakna materije: kozmičku mrežu.
Svjetlo u mraku
Velika većina materije u našem svemiru je mračna; ona ne komunicira sa svjetlošću ili s bilo kojom "normalnom" materijom koju vidimo kao zvijezde i oblake plina i druge zanimljivosti. Kao rezultat toga, velik dio kozmičkog weba potpuno nam je nevidljiv. Srećom, tamo gdje se nalazi tamna tvar, ona se također vuče duž neke uobičajene materije kako bi se pridružila zabavi.
U najgušćim džepovima našeg svemira, gdje su gravitacijski šapti tamne materije utjecali na dovoljno redovite materije da se spoji, vidimo svjetlost: Obična se tvar pretvorila u zvijezde.
Poput svjetionika na dalekoj, crnoj morskoj obali, zvijezde i galaksije govore nam gdje skriva tamna tvar, pružajući nam sablasan obris prave strukture kozmičkog weba.
S ovim pristranim pogledom lako možemo vidjeti grozdove. Oni iskaču kao gradovi divovi viđeni letom crvenih očiju. Sigurno znamo da u tim građevinama postoji ogromna količina tamne materije, jer vam treba mnogo gravitacijskog oomfe da biste spojili tolike galaksije.
A na suprotnom kraju spektra lako možemo uočiti praznine; oni su mjesta gdje sva stvar nije. Budući da ne postoje galaksije koje bi osvijetlile ove prostore, znamo da su one, uglavnom, uistinu prazne.
Ali veličina kozmičke mreže leži u osjetljivim linijama samih niti. Istežući se milijunima svjetlosnih godina, ti tanki viličari galaksija djeluju poput velikih kozmičkih autocesta koje prelaze crne praznine, povezujući svijetle urbane nakupine.
Kroz prigušenu leću
Ti su niti u kozmičkom webu najteži dio weba za proučavanje. Imaju neke galaksije, ali ne mnogo. I imaju sve vrste duljina i orijentacija; za usporedbu, grozdovi i praznine su geometrijska dječja igra. Iako smo decenijama znali za postojanje filamenata, pomoću računalnih simulacija, zapravo smo ih teško vidjeli.
Nedavno je, međutim, tim astronoma napravio značajan napredak u mapiranju našeg kozmičkog spleta, objavivši svoje rezultate 29. siječnja u arXiv bazi podataka. Evo kako su započeli posao:
Prvo su uzeli katalog takozvanih svjetlećih crvenih galaksija (LRGs) iz istraživanja spektroskopske ankete Baryon Oscilacija (BOSS). LRG-i su masivne zvijeri galaksija i imaju tendenciju da sjede u središtima gustih mrlja tamne materije. A ako LRG-ovi sjede u najgušćim krajevima, onda bi linije od kojih se spajaju trebale biti načinjene od osjetljivijih niti.
Ali gledanje u prostor između dva LRG-a neće biti produktivno; tamo nema puno stvari Dakle, tim je uzeo tisuće parova LRG-ova, prilagodio ih i složio jedan na drugi kako bi napravili složene slike.
Koristeći ovu složenu sliku, znanstvenici su prebrojali sve galaksije koje su mogli vidjeti, zbrajajući svoj ukupni doprinos svjetlu. To je omogućilo istraživačima da izmjere koliko je normalne materije sastavljeno od filamenata između LRG-ova. Zatim su istraživači pogledali galaksije iza vlakana, točnije njihove oblike.
Dok je svjetlost iz tih pozadinskih galaksija probijala upadajuće niti, gravitacija iz tamne materije u tim nitima nježno je gurnula svjetlost, sve pomalo pomaknuvši slike tih galaksija. Izmjerivši količinu pomicanja (koju su znanstvenici nazvali "smicanjem"), tim je mogao procijeniti količinu tamne materije u nitima.
Ta mjera usklađena je s teorijskim predviđanjima (još jedna točka postojanja tamne materije). Znanstvenici su također potvrdili da vlakna nisu sasvim tamna. Za svaku masu vrijednu 351 sunca u žaruljama, postojao je 1 sunčev svjetlosni učinak.
Sirova je karta filamenata, ali prva je i definitivno pokazuje da dok je naše kozmičko tkanje uglavnom tamno, nije potpuno crno.
Paul M. Sutter je astrofizičar iz SUNY Stony Brook-a i Instituta Flatiron, domaćin časopisa Ask a Spaceman and Space Radio i autor časopisa Your Place in the Universe.
