Nobel do wymiany?

Naukowcy odkryli 19 nowych galaktyk karłowatych, które nie posiadają ciemnej materii. Ich natura stoi w sprzeczności z przyjętą teorią ewolucji wszechświata.

Aktualizacja: 26.11.2019 20:47 Publikacja: 26.11.2019 18:14

Ciemna materia nie musi być spoiwem spajającym galaktyki

Ciemna materia nie musi być spoiwem spajającym galaktyki

Foto: NASA

Istnieje wiele sprzecznych scenariuszy powstania wszystkiego, co nas otacza. Większość kosmologów skłania się do modelu Lambda-CDM (Lambda cold dark matter), znanego także jako model standardowy kosmologii.

Łączy on klasyczną koncepcję Wielkiego Wybuchu, inflacji przestrzeni, istnienia ciemnej materii i ciemnej energii. Dotychczas model standardowy kosmologii zgadzał się ze wszystkimi obserwacjami. Był jednak obszar badań, który sprawiał naukowcom pewien problem: jakim sposobem galaktyki zachowują spójną strukturę dyskową. Dopiero wprowadzenie do teorii ciemnej materii uznano za rozwiązanie tej zagadki.

Jak stary jest wszechświat?

Symulacje skupiania się materii pod wpływem grawitacji dowiodły, że wszechświat pełen jest skupisk materii pooddzielanych gigantycznymi przestrzeniami całkowitej pustki. Jednak taki rozkład materii nie zgadzał się z wiekiem wszechświata wynoszącym 13,8 mld lat.

Czy zatem wszechświat jest starszy, czy stosujemy niewłaściwy model? Żeby ominąć te nieścisłości, odwołano się do istnienia niewidzialnych i nieoddziałujących z niczym innym cząstek, które są w rzeczywistości spoiwem galaktyk i ich gromad.

Tegoroczny współlaureat Nagrody Nobla z fizyki, prof. James Peebles, wskazywał na ciemną materię jako główny czynnik kształtowania się znanego nam wszechświata. Bez istnienia ciemnej materii model standardowy może się rozsypać.

W 1937 roku Szwajcar Fritz Zwicky odkrył, że w supergromadzie galaktyk w gwiazdozbiorze Warkocza Bereniki nie było wystarczająco dużo materii, aby utrzymać w skupieniu tak olbrzymią strukturę. Czegoś tam brakowało.

W 1976 roku obserwacje Zwicky'ego potwierdziła Vera Rubin, astrofizyczka z Carnegie Institution of Washington. Wskazała, że gwiazdy skupione bliżej centrum galaktyki wcale nie poruszają się szybciej względem środka niż te na obrzeżach galaktyki. Wręcz odwrotnie. To gwiazdy zewnętrzne poruszają się szybciej względem środka galaktyki niż wewnętrzne. A mimo to nie wystrzeliwują w przestrzeń niczym kamienie z trebusza. Na obszarach peryferyjnych galaktyk grawitacja powinna być słabsza, a prędkość peryferyjnych gwiazd powinna maleć.

Badania Fritza Zwicky'ego i Very Rubin dały fundamenty pod model Lambda-CDM, najpopularniejszą teorię współczesnej astrofizyki. Choć o ciemnej materii nadal nie wiemy nic, oprócz tego, że trzyma wszechświat w ryzach, to jej istnienie rozwiązuje wiele zagadek, z którymi dotychczas zmagali się naukowcy. Byliśmy więc przekonani, że wszystko zaczyna układać się w logiczną całość.

Zamieszanie w nauce

Jednak niedawne odkrycie 19 galaktyk karłowatych, które nie składają się z ciemnej materii, znowu wprowadza chaos w kosmologii. Artykuł opublikowany 25 listopada br. w „Nature Astronomy" wywołał zamieszanie w środowisku naukowym. Nie jesteśmy pewni, dlaczego i jak powstają te galaktyki. Tym bardziej że typowe galaktyki karłowate powinny koncentrować więcej ciemnej materii niż ich więksi kuzyni.

– Odkrycie tych galaktyk znowu zaburzyło nasz spójny model naukowy – uważa Kyle Oman, astrofizyk z Durham University w Anglii. Koncepcja ewolucji kosmosu postulowana przez takich naukowców jak tegoroczny noblista James Peebles stanęła pod znakiem zapytania. Zakłada ona, że bez ciemnej materii nie może powstać galaktyka. A jednak takie galaktyki istnieją. To dowodzi, jak wiele jeszcze tajemnic ukrywa przed nami natura.

Istnieje wiele sprzecznych scenariuszy powstania wszystkiego, co nas otacza. Większość kosmologów skłania się do modelu Lambda-CDM (Lambda cold dark matter), znanego także jako model standardowy kosmologii.

Łączy on klasyczną koncepcję Wielkiego Wybuchu, inflacji przestrzeni, istnienia ciemnej materii i ciemnej energii. Dotychczas model standardowy kosmologii zgadzał się ze wszystkimi obserwacjami. Był jednak obszar badań, który sprawiał naukowcom pewien problem: jakim sposobem galaktyki zachowują spójną strukturę dyskową. Dopiero wprowadzenie do teorii ciemnej materii uznano za rozwiązanie tej zagadki.

Pozostało 84% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Kosmos
NASA szuka sposobu na sprowadzanie próbek z Marsa. Tanio i szybko
Materiał Promocyjny
Wykup samochodu z leasingu – co warto wiedzieć?
Kosmos
Odszedł Peter Higgs, odkrywca boskiej cząstki
Kosmos
Badania neutrin pomogą rozwiązać zagadkę powstania wszechświata
Kosmos
Księżyc będzie miał własną strefę czasową? Biały Dom nakazał ustalenie standardu
Materiał Promocyjny
Jak kupić oszczędnościowe obligacje skarbowe? Sposobów jest kilka
Kosmos
Astronomowie odkryli tajemnice galaktyki z początku istnienia wszechświata