Utjecaj tamne tvari na grupiranje svemira

Kozmolozi predlažu revolucionarnu teoriju koja bi mogla osvijetliti enigmu tamne tvari i objasniti kozmičku mrežu, strukturu svemira na velikim skalama.Istraživanje implicira da “problem kuglica” – iznenađujuće uniformna raspodjela tvari na kozmičkoj skali – može nagovijestiti da tamna tvar sadrži aksione, teorijske ultralake čestice.

Utjecaj tamne tvari na grupiranje svemira

Otkrivanje neuhvatljivih aksiona moglo bi odgovoriti na osnovna pitanja o prirodi svemira, nadmašujući razumijevanje tamne tvari. “Ako buduća opažanja i laboratorijski eksperimenti potvrde aksione i tamnu tvar, to bi označilo jedno od najvažnijih otkrića ovog stoljeća,” izjavio je glavni autor Keir Rogers iz Dunlap Instituta za astronomiju i astrofiziku.

Tamna tvar, koja čini 85% mase svemira i koja je nevidljiva zbog neinterakcije s svjetlošću, proučava se putem njenih gravitacijskih učinaka na vidljivu tvar. Aksioni, “mutne” komponente kvantne mehanike, mogu činiti tamnu tvar. Njihovo ponašanje bi moglo utjecati na formiranje i distribuciju tamne tvari.

Aksioni i glatkiji svemir

Aksioni bi mogli objasniti zašto svemir izgleda manje grudasto nego što je predviđeno. Ova neočekivana glatkost, uočena u opsežnim istraživanjima galaksija, predstavlja izazov suprotnoj teoriji koja sugerira da tamna tvar sadrži samo slabo interaktivne teške subatomske čestice (WIMP). Unatoč naporima poput Velikog hadronskog sudarača, ne postoji dokaz o postojanju WIMP-a.

Analiza kozmičke mikrovalne pozadine i simulacije

Istraživački tim proučavao je kozmičku mikrovalnu pozadinu (CMB), reliktno svjetlo iz Velikog praska, iz anketa Planck 2018, Atacama Cosmology Telescope i South Pole Telescope. Usporedili su podatke CMB-a s podacima o grupiranju galaksija iz Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS).

Proučavajući raspodjelu galaksija, što odražava ponašanje tamne tvari pod utjecajem gravitacije, tim je primijetio manje fluktuacije tvari u svemiru nego što se očekivalo. Koristeći računalne simulacije za modeliranje svemira s dugim valovima tamne tvari, otkrili su usklađenost s CMB-om i podacima o grupiranju galaksija – čime se povećava argument da bi mutni aksioni mogli riješiti problem kuglica.