Nove raziskave kažejo, da je temna snov, skrivnostna snov, ki predstavlja četrtino mase in energije vesolja, narejena iz izjemno drobnih in lahkih delcev. Ta »mehka« oblika temne snovi se imenuje zato, ker bi se valovne dolžine teh drobnih delcev razmazale po ogromno velikem območju - spremenile bi tok kozmične zgodovine in ustvarile dolge in modre filamente namesto nerodnih galaksij v zgodnjem vesolju, glede na simulacije.
Ugotovitve imajo opazovalne posledice - prihajajoči teleskopi bodo lahko pokukali nazaj v to zgodnje časovno obdobje in potencialno razlikovali med različnimi vrstami temne snovi, kar bo fizikom omogočilo boljše razumevanje njegovih lastnosti.
Temna snov je neznana masivna snov, ki jo najdemo po vsem kozmosu. Ne oddaja svetlobe - od tod tudi ime temna materija -, vendar njeni gravitacijski učinki pomagajo pri povezovanju galaktičnih grozdov in povzročijo, da se zvezde na robovih galaksij vrtijo hitreje, kot bi sicer. Mnogi znanstveniki verjamejo, da je večina temne snovi hladna, kar pomeni, da se premika razmeroma počasi. Obstajajo pa povsem drugačne ideje, kot je možnost, da je droben in mehek, kar pomeni, da bi se premaknil hitro, ker je tako lahkoten.
"Naše simulacije kažejo, da prve galaksije in zvezde, ki se oblikujejo, izgledajo zelo drugače v vesolju z mehko temno snovjo kot vesolje, ki ima hladno temno snov," je Lachlan Lancaster, študent astrofizike na univerzi Princeton in soavtor novega prispevka v reviji Physical Review Letters povedal Live Science.
Lancaster je pojasnil, da najpogostejša ugibanja o temni snovi kažejo, da je sestavljen iz šibko interaktivnih masivnih delcev (WIMP), ki bi imeli nekaj deset ali sto krat večjo maso protona. Simulacije, ki uporabljajo to vrsto temne snovi, so izredno dobre pri ponovnem ustvarjanju obsežne strukture vesolja, vključno z ogromnimi prazninami praznega prostora, obdanih z dolgimi, pajkovimi nitkami plina in prahu, tvorbe, znane kot kozmični splet. Toda na manjših lestvicah takšni modeli vsebujejo številna odstopanja od tistega, kar astronomi opazujejo pri svojih teleskopih. V tem standardnem pogledu bi se morala temna snov nabirati v središčih galaksij, a tega še nihče ni videl.
V nasprotju s tem bi bila temna snov neupravičeno lahka, morda več kot milijarda od milijarde milijardnih mas elektronov, navaja izjava MIT. Kvantna mehanika pravi, da je mogoče delce obravnavati tudi kot valove, katerih valovne dolžine so obratno sorazmerne z njihovo maso, je dejal Lancaster. Torej bi bila valovna dolžina takega svetlobnega delca dolga tisoč svetlobnih let.
Mehka temna snov bi zato težje združila kot hladna WIMP temna snov. V simulacijah so Lancaster in njegovi soavtorji pokazali, da bi imelo hladno vesolje temne snovi galaksije, ki se relativno hitro oblikujejo iz sferičnih halog.
Toda mehka temna snov bi se namesto tega združila v dolge, modre strune materiala - "bolj velikanske nitke kot nerodne galaksije", je dejal Lancaster - in galaksije bi se potem rojevale večje in pozneje. Temna snov bi se tudi težje nabirala v središčih galaksij, kar bi lahko razložilo, zakaj astronomi ne opazijo te nerodnosti, ko gledajo galaksije.
Inštrumenti, kot je veliki sinoptični anketni teleskop (LSST) v Čilu in 30-metrski teleskopi, ki se gradijo po vsem svetu, bodo kmalu lahko pokukali nazaj v nekatere najstarejše dni vesolja. Podatki naj bi začeli zbirati podatke v naslednjem desetletju, kar pomeni, da "bomo začeli videti učinke meglene temne snovi ali pa jih začeli izključevati", je dejal Lancaster.
Čeprav so drugi raziskovalci špekulirali o mehki temni snovi, nove simulacije opravljajo bolj previdno delo, saj so razvile svoje kozmološke učinke, je dejal Jeremiah Ostriker, astrofizik na univerzi Columbia, ki ni bil vključen v delo.
"To pomaga orisati podrobnosti o tem, kakšna bi bila tvorba strukture v tej teoriji variante," je dodal OStriker. "In to je ena najzanimivejših teorij variant."
Lancaster je dejal, da bi se bodoče simulacije njegove ekipe lahko osredotočile na zajem več podrobnosti o učinkih nejasne temne snovi, kar bi astronomom lahko dalo boljšo predstavo o tem, kaj bi lahko pričakovali skozi svoje teleskope.
- 18 največjih nerazrešenih misterij fizike
- 12 najbolj čudnih predmetov v vesolju
- Nosilci kozmičnih rekordov: 12 največjih predmetov v vesolju
