AKTUALIZOVÁNO v 13:36 ET
Nová pozorování velké velké kosmické kolize poskytují zatím nejlepší důkaz, že neviditelná a tajemná temná hmota skutečně existuje.
Srážka mezi dvěma obrovskými kupami galaxií je "nejenergetičtější kosmickou událostí, kromě velkého třesku, o které víme," řekl Maxim Markevitch z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics v Cambridge, Massachusetts.
Náraz rozdělil normální hmotu a temnou hmotu, díky čemuž je gravitační přítomnost temné hmoty pozorovatelná.
Vědci tento objev oznámili dnes v telekonferenci s reportéry.
Nesmyslný návrh
Normální hmota ve vesmíru – atomy, které tvoří hvězdy, planety, vzduch a život – tvoří pouze malý zlomek toho, co musí existovat, na základě skutečnosti, že bez dalšího zdroje gravitace by se galaxie rozlétly a kupy galaxií by mohly nedrží pohromadě jako oni. Nikdo neví, odkud všechna ta gravitace pochází, takže vědci říkají, že tam musí být nějaké neviditelné věci, které nazývají temná hmota. Jeho přítomnost je nepřímo podpořena mnoha pozorováními. Vzhledem k tomu, co je známo, toto je složení vesmíru:
Temná energie je ještě záhadnější fenomén, síla jakéhosi druhu, která poráží gravitaci a způsobuje, že se vesmír rozpíná stále rychlejším tempem.
Někteří teoretici se domnívají, že spíše než vyvolání temné hmoty mohou být stávající představy o gravitaci mylné. Možná je gravitace na mezigalaktických škálách silnější, než předpovídají Newton a Einstein.
A všichni astronomové se shodují, že temná hmota je tak exotický nápad, že to hraničí s šílenstvím.
"Vesmír, kterému dominují temné věci, se zdá absurdní, takže jsme chtěli otestovat, zda jsou v našem myšlení nějaké základní nedostatky," řekl Doug Clowe z University of Arizona v Tucsonu a vedoucí studie. "Tyto výsledky jsou přímým důkazem, že temná hmota existuje."
Rozštěpení hmoty
Clowe a kolegové použili rentgenovou observatoř NASA Chandra ke studiu kupy galaxií 1E0657-556, která obsahuje mrak přehřátého plynu ve tvaru kulky. Rentgenové paprsky ukazují, že tvar byl vytvořen kosmickými větry vytvořenými při vysokorychlostní srážce dvou kup galaxií.
K lokalizaci a kvantifikaci hmoty v kupách byly použity jiné dalekohledy. Ve skutečnosti měřili účinek gravitační čočky, při které gravitace z kup zkresluje světlo z tisíců galaxií v pozadí, jak předpovídá Einsteinova teorie obecné relativity.
Temná hmota není vidět, ale její gravitace má předvídatelný vliv na pozorování. Výsledná modrá barva na novém snímku představuje gravitační pole pozorovaná tím, že je zkresleno světlo z každé galaxie v pozadí.
Zde je to, co obrázek prozrazuje:
Horký plyn - normální hmota - byl zpomalen odporovou silou popsanou jako kosmický ekvivalent odporu vzduchu. Ale temná hmota nebyla tímto efektem zpomalena, pravděpodobně proto, že neinteraguje s normální hmotou, jak teorie předpovídala.
Tak se oddělila normální hmota a temná hmota.
"To dokazuje jednoduchým a přímým způsobem, že temná hmota existuje." řekl Markevitch v telekonferenci.
Ostatní teorie si musí poradit
Zjištění poskytuje další důkaz, že standardní newtonovská gravitace, která udržuje planety na oběžné dráze kolem Slunce, je lepidlo, díky kterému se věci drží i na těch největších měřítcích.
Je stále možné, že dochází k nějaké modifikaci gravitace, ale tato zjištění snižují nutnost mít takové teorie, řekl Sean Carroll, kosmolog z Chicagské univerzity, který se na studii nepodílel. "Bez ohledu na to, co děláš, budeš muset věřit v temnou hmotu."
"Uzavřeli jsme tuto mezeru kolem gravitace a dostali jsme se blíže než kdy jindy k tomu, abychom viděli tuto neviditelnou hmotu," řekl Clowe. "Je to poprvé, co jsme měli přímou detekci temné hmoty", ve které nemůžete vysvětlit výsledky žádnou teorií změněné gravitace, řekl.
Zjištění budou podrobně popsána v nadcházejícím vydání časopisu Astrophysical Journal Letters.
