Ciemna materia jest… no cóż, jest hipotetyczną materią, która ma wykazywać jedynie oddziaływanie grawitacyjne na gwiazdy, planety, galaktyki i inne obiekty we wszechświecie i jednocześnie być obojętna dla wszelkich innych oddziaływań. Ta niewykrywalna sieć kosmiczna została niedawno przedstawiona w niespotykanych dotąd detalach, co po raz kolejny potwierdza, że nasza obecna wiedza o fizyce i kosmologii nie jest złudzeniem.
Mapa ciemnej materii potwierdza to, co już wiemy
Zespół ponad 160 astronomów z różnych krajów wykorzystał teleskop Atacama Cosmology Telescope (ACT) w celu zbadania niewidzialnej ciemnej materii, która wedle założeń stanowi około 85% całej masy we wszechświecie. Pionierskie badanie potwierdza teorie Alberta Einsteina na temat grawitacji i kosmologii, ponownie potwierdzając ważność Standardowego Modelu fizyki.
Zanim teleskop ACT został wyłączony z użytku pod koniec 2022 roku, naukowcy zgromadzili wystarczającą ilość danych, analizując ponownie kosmiczne promieniowanie tła (CMB). Tu warto wyjaśnić, że CMB to rozproszone promieniowanie wypełniające cały obserwowalny wszechświat, które tradycyjnie uważane jest za pierwsze elektromagnetyczne echa kosmosu, powstałe gdy wszechświat miał zaledwie 380 000 lat.
Astronomowie obserwowali, jak grawitacja dużych struktur we wszechświecie, w tym ciemna materia, zakrzywia promieniowanie CMB na przestrzeni 14 miliardów lat, które upłynęły, zanim dotarło ono na Ziemię. Można to porównać do działania soczewki powiększającej, która zakrzywia przepuszczane przez nią światło. Nowa, szczegółowa mapa stworzona na podstawie tych obserwacji pokazuje, że nierówność i tempo rozszerzania się wszechświata są zgodne ze Standardowym Modelem kosmologii opartym na teorii grawitacji Einsteina.
Mapa ciemnej materii i kryzys w kosmologii
Blake Sherwin, profesor kosmologii na Uniwersytecie Cambridge, stwierdził, że nowa mapa dostarcza nowych spostrzeżeń w kontekście trwającej debaty, którą niektórzy nazywają Kryzysem w kosmologii. Wynika on z niedawnych pomiarów, które wykorzystywały światło tła emitowane przez gwiazdy w galaktykach, zamiast jedynie badania promieniowania CMB.
Te wyniki sugerowały, że ciemna materia nie jest wystarczająco nierówna, aby łączyć wszechświat, co czyniło Standardowy Model kosmologii wadliwym lub przynajmniej niekompletnym. Jednak nowa mapa stworzona z obserwacji teleskopu ACT potwierdza przewidywania ze Standardowego Modelu. Oznacza to, że jednak nie ma potrzeby opisywać nowych praw fizyki, aby naprawić naszą wiedzę o funkcjonowaniu przyrody – a przynajmiej na razie nie ma.
Dane z soczewkowania CMB równają się z bardziej konwencjonalnymi badaniami widzialnego światła z galaktyk, jeśli chodzi o zdolność śledzenia sumy tego, co jest tam na zewnątrz. W połączeniu soczewkowanie CMB i najlepsze badania optyczne wyjaśniają”ewolucję całej masy we wszechświecie.
– Suzanne Staggs, dyrektor ACT i profesor fizyki na Uniwersytecie Princeton.
Dzięki nowej mapie ciemnej materii potwierdzono ważność Standardowego Modelu kosmologii i ułatwiono dalsze badania nad ciemną materią. Ten przełomowy krok może przyczynić się do głębszego zrozumienia tajemnic wszechświata i lepszego poznanie jego ewolucji.