Tamna materija bila je misterija još od kada je prvi put predložena. Osim pokušaja pronalaženja izravnih dokaza o njegovom postojanju, znanstvenici su posljednjih nekoliko desetljeća proveli i razvijajući teorijske modele kako bi objasnili kako to funkcionira. Posljednjih godina popularno je shvaćanje da je Tamna materija "hladna" i da se distribuira u grozdama po svemiru, što je zapažanje potkrijepljeno podacima Planckove misije.
Međutim, novo istraživanje međunarodnog tima istraživača slikalo je drugačiju sliku. Koristeći se podacima iz ankete o stupnju Kilo (KiDS), ovi su istraživači proučavali kako je svjetlost koja dolazi iz milijuna udaljenih galaksija utjecala gravitacijskim utjecajem materije na najveću ljestvicu. Otkrili su da se čini da se Mračna materija ravnomjernije raspoređuje po prostoru nego što se prethodno mislilo.
U posljednjih pet godina, istraživanje KiDS koristilo je VLT anketni teleskop (VST) - najveći teleskop na ESO-ovom opservatoriju La Silla Paranal u Čileu za istraživanje 1500 kvadratnih stupnjeva južnog noćnog neba. Ovaj volumen prostora praćen je u četiri pojasa (UV, IR, zelena i crvena) koristeći slaba gravitacijska leća i fotometrijska mjerenja crvenog pomaka.
U skladu s Einsteinovom teorijom opće relativnosti, gravitacijsko leće uključuje proučavanje kako gravitacijsko polje masivnog predmeta savija svjetlost. U međuvremenu, crveni pomak pokušava procijeniti brzinu kojom se druge galaksije udaljavaju od naše mjerenjem mjere u kojoj se njihova svjetlost pomiče prema crvenom kraju spektra (tj. Njegova valna dužina postaje duža što se brži izvor udaljava).
Gravitacijsko leće je posebno korisno kada je u pitanju utvrđivanje kako je Svemir nastao. Naš trenutni kozmološki model, poznat kao Lambda hladna tamna materija (Lambda CDM), kaže da je Tamna energija odgovorna za kasnopotezno ubrzanje širenja Svemira, te da je Mračna materija sastavljena od masivnih čestica koje su odgovorne za formiranje kozmološke strukture.
Koristeći malu varijaciju ove tehnike poznate kao kozmička provala, istraživački tim proučavao je svjetlost iz udaljenih galaksija kako bi utvrdio kako je kriva prisutnost najvećih struktura u Svemiru (poput superklastera i niti). Kako je dr. Hendrik Hildebrandt - astronom s Argelander instituta za astronomiju (AIfA) i vodeći autor rada - rekao za Space Magazine e-poštom:
"Obično se misli na jednu veliku masu poput nakupine galaksije koja uzrokuje ovo odbijanje svjetlosti. Ali u cijelom Svemiru postoji i materija. Svjetlost iz udaljenih galaksija neprekidno je odbijena ovom takozvanom strukturom velikih razmjera. To rezultira da se galaksije koje su blizu neba "usmjeravaju" u istom smjeru. To je maleni efekt, ali može se mjeriti statističkim metodama iz velikih uzoraka galaksija. Kada smo izmjerili koliko jake galaksije „usmjeravaju“ u istom smjeru, iz toga možemo izvesti statistička svojstva strukture velikih razmjera, npr. srednja gustoća materije i koliko snažno je tlo skupljeno / sjedinjeno. "
Koristeći ovu tehniku, istraživački tim izvršio je analizu podataka od 450 kvadratnih stupnjeva KiDS, što odgovara oko 1% cjelokupnog neba. Unutar ovog svemira svemira, promatrano je kako svjetlost koja dolazi iz oko 15 milijuna galaksija međusobno djeluje sa svom materijom koja leži između njih i Zemlje.
Kombinirajući izuzetno oštre slike dobivene s VST-om s naprednim računalnim softverom, tim je uspio provesti jedno od najpreciznijih mjerenja ikada napravljenih od kozmičkog smicanja. Zanimljivo je da rezultati nisu bili u skladu s onima koje je proizvela ESA-ova misija Planck, koja je do sada bila najopsežnija mapa Svemira.
Planckova misija pružila je predivno detaljne i točne informacije o kozmičkoj mikrovalnoj pozadini (CMB). To je pomoglo astronomima da mapiraju rani Svemir, kao i razviti teorije o raspodjeli materije u ovom razdoblju. Kao što je Hildebrandt objasnila:
"Planck mjeri mnoge kozmološke parametre s izuzetnom preciznošću od temperaturnih fluktuacija kozmičke mikrovalne pozadine, tj. Fizičkih procesa koji su se dogodili 400.000 godina nakon Velikog praska. Dva od tih parametara su srednja gustoća materije u svemiru i mjera koliko je ta tvar skupljena. Kozmičkim smicanjem također mjerimo ta dva parametra, ali mnogo kasnije kozmička vremena (prije nekoliko milijardi godina ili ~ 10 milijardi godina nakon Velikog praska), tj. U našoj novijoj prošlosti. "
Međutim, Hildebrandt i njegov tim otkrili su vrijednosti za ove parametre koje su znatno niže od onih koje je pronašao Planck. U osnovi, njihovi rezultati kozmičkog smicanja sugeriraju da je u Svemiru manje materije i da je manje klasterirano od onoga što su predvidjeli Planckovi rezultati. Ti će rezultati vjerojatno utjecati na kozmološke studije i teorijsku fiziku u narednim godinama.
U ovom trenutku, Dark Matter ostaje neotkriven standardnim metodama. Poput crnih rupa, njeno postojanje može se zaključiti samo iz vidljivih gravitacijskih efekata koje ima na vidljivu tvar. U ovom se slučaju njegova prisutnost i temeljna priroda mjere kako utječe na razvoj Svemira u posljednjih 13,8 milijardi godina. No, kako se čini da su rezultati sukobljeni, astronomi će sada možda morati preispitati neke svoje prethodno shvaćene stavove.
"Postoji nekoliko mogućnosti: budući da ne razumijemo dominantne sastojke svemira (tamna tvar i tamna energija), možemo se igrati sa svojstvima oba", rekao je Hildebrandt. "Na primjer, različiti oblici tamne energije (složeniji od najjednostavnije mogućnosti, a to je Einsteinova" kosmološka konstanta ") mogli bi objasniti naša mjerenja. Druga uzbudljiva mogućnost je da je to znak da su zakoni gravitacije na ljestvici svemira različiti od opće relativnosti. Sve što za sada možemo reći jest da se čini da nešto nije sasvim u redu! "
