Ali se temna snov podreja istim fizikalnim zakonom kot navadna snov? To vprašanje si je zastavila raziskovalna ekipa Univerze v Ženevi (UNIGE), ki je analizirala, ali se ta skrivnostna, nevidna komponenta vesolja ravna po enakih zakonih gravitacije kot vse, kar lahko vidimo.
„Temna snov ne oddaja in ne odbija svetlobe, a kljub temu predstavlja petkrat več snovi v vesolju kot navadna snov,“ so pojasnili raziskovalci. V članku, objavljenem v reviji Nature Communications, so ugotovili, da se temna snov na kozmični ravni obnaša podobno kot navadna snov, čeprav povsem ne izključujejo možnosti dodatne, še neznane sile.
Navadna snov se ravna po štirih znanih silah: gravitaciji, elektromagnetizmu ter močni in šibki jedrski sili. Kaj pa temna snov, ki je ne moremo neposredno zaznati? Kot so zapisali v raziskavi, bi jo lahko urejala peta sila, ki je doslej še niso zaznali.
Ekipa pod vodstvom ženevske univerze je preučevala, ali temna snov v kozmičnem merilu pada v gravitacijske vrtine enako kot navadna snov. Te vrtine nastanejo, ko masivna telesa – galaksije ali jate galaksij – popačijo prostor okoli sebe.
„Da bi odgovorili na to vprašanje, smo primerjali hitrosti galaksij po vesolju z globino gravitacijskih vrtin,“ je pojasnila Camille Bonvin, izredna profesorica na Oddelku za teoretično fiziko na Fakulteti za naravoslovje UNIGE in soavtorica študije.
Dodala je, da če temna snov ne bi bila podvržena peti sili, bi morale galaksije, ki so večinoma sestavljene iz temne snovi, „pasti v te vdolbine na enak način kot navadna snov, ki jo ureja zgolj gravitacija“. Po drugi strani pa bi „prisotnost pete sile vplivala na gibanje galaksij“, kar bi se pokazalo v spremembah hitrosti in smeri njihovega padanja.
Eulerjeve enačbe zdržale preizkus
Z uporabo najnovejših kozmoloških podatkov je ekipa ugotovila, da temna snov pada v gravitacijske vrtine enako kot navadna snov. To pomeni, da se – vsaj v okviru doslej izmerjenih parametrov – še vedno drži Eulerjevih enačb, ki opisujejo gibanje tekočin in plinov pod vplivom sil.
„Na tej stopnji ti sklepi še ne izključujejo možnosti dodatne sile,“ je pojasnila Nastassia Grimm, prva avtorica študije in nekdanja podoktorska raziskovalka na Oddelku za teoretično fiziko UNIGE, zdaj zaposlena na Univerzi v Portsmouthu. „Če pa peta sila obstaja, ne sme presegati 7 % moči gravitacije – sicer bi jo naše analize že zaznale,“ je dodala.
Raziskovalci poudarjajo, da rezultati pomenijo pomemben korak k boljšemu razumevanju narave temne snovi. Ključni izziv bo zdaj ugotoviti, ali jo dejansko uravnava še neznana sila.
„Prihajajoči podatki iz novih poskusov, kot sta LSST in DESI, bodo omogočili analize občutljive na sile, šibke do 2 % moči gravitacije,“ je napovedal Isaac Tutusaus, raziskovalec na ICE-CSIC in IEEC ter izredni profesor na IRAP, observatoriju Midi-Pyrénées Univerze v Toulousu.
Kot je dodal, bodo ti podatki „omogočili še natančnejše razumevanje obnašanja temne snovi in preverjanje, ali v vesolju obstaja peta sila, ki bi lahko preoblikovala naše razumevanje kozmosa“.
[Foto: Unsplash/Vadim Sadovski]
