Symulacje potwierdzają istnienie ciemnej materii

Symulacje komputerowe przeprowadzone przez astronomów potwierdzają koncepcję, że ciemna materia – materia, której nikt jeszcze bezpośrednio nie wykrył, ale która zdaniem wielu fizyków musi istnieć, aby wyjaśnić kilka aspektów obserwowalnego Wszechświata – istnieje.

Najnowsze badanie przeprowadzone przez University of California, Irvine, odnosi się do fundamentalnej debaty w astrofizyce – czy niewidzialna ciemna materia istnieje. Obecnie wielu fizyków uważa, że coś takiego musi istnieć, aby wyjaśnić ruchy gwiazd i galaktyk, które są obserwowane.

„Nasza praca pokazuje, w jaki sposób możemy wykorzystać rzeczywiste, zaobserwowane zależności jako podstawę do przetestowania dwóch różnych modeli opisujących Wszechświat” – mówi Francisco Mercado, University of California, Irvine.

Przeprowadzone przez badaczy symulacje komputerowe brały pod uwagę oba rodzaje materii – normalną i ciemną – w celu wyjaśnienia obecności rzeczywistych cech mierzonych w prawdziwych galaktykach. Badanie zostało opublikowne w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

„Symulowane właściwości galaktyk powinny pojawić się we Wszechświecie z ciemną materią, ale byłyby trudne do wyjaśnienia we Wszechświecie bez niej. Pokazujemy, że takie właściwości pojawiają się w obserwacjach wielu rzeczywistych galaktyk. Jeśli weźmiemy te dane za dobrą monetę, potwierdzają one model ciemnej materii jako ten, który najlepiej opisuje Wszechświat, w którym żyjemy” – twierdzi Mercado.

Te właściwości, zdaniem badaczy, opisują wzorce w ruchach gwiazd i gazu w galaktykach, które wydają się być możliwe tylko we Wszechświecie, w którym obecna jest ciemna materia.

„Obserwowane galaktyki wydają się być ściśle powiązane między materią, którą widzimy, a domniemaną ciemną materią, którą wykrywamy, tak bardzo, że niektórzy sugerowali, że to, co nazywamy ciemną materią, jest tak naprawdę dowodem na to, że nasza teoria grawitacji jest błędna. Przeprowadzone przez nas symulacje wskazują, że ciemna materia nie tylko przewiduje ten związek, ale dla wielu galaktyk może wyjaśnić to, co uznajemy za zmodyfikowaną grawitację” – zaznacza profesor James Bullock z University of California, Irvine.

„Te właściwości pojawiają się również w obserwacjach przeprowadzonych przez zwolenników Wszechświata wolnego od ciemnej materii. Pomimo ich oczywistej obecności, społeczność ta nie przeprowadziła prawie żadnej analizy tych cech. Potrzeba było ludzi takich jak my, naukowców pracujących zarówno ze zwykłą, jak i ciemną materią, aby rozpocząć rozmowę” – Jorge Moreno, profesor z Pomona College.

Moreno dodał, że spodziewa się debaty w społeczności badawczej w następstwie badania, ale może być miejsce na wspólną płaszczyznę, ponieważ naukowcy odkryli, że takie właściwości pojawiają się w ich symulacjach tylko wtedy, gdy we Wszechświecie występuje zarówno ciemna, jak i normalna materia.

„Właściwości, które wykryliśmy, gdy przeprowadziliśmy symulacje, wymagają zarówno istnienia ciemnej materii, jak i włączenia fizyki normalnej materii” – podsumowują naukowcy.

Emil Gołoś