การค้นพบฮับเบิลบอกใบ้ปัญหาร้ายแรงกับความเข้าใจของเราเกี่ยวกับสสารมืด

มันจะเป็นการมองโลกในแง่ดีอย่างยิ่งที่จะแนะนำว่าเรามีการจัดการที่ดี- แต่แม้กระทั่งการจับเล็กน้อยที่เราทำก็อาจขาดสิ่งที่สำคัญ

การสังเกตใหม่จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลพบความเข้มข้นของสสารมืดที่สูงกว่าที่คาดไว้ในกาแลคซีบางแห่งโดยมีขนาดใหญ่กว่า

ความเข้มข้นเหล่านี้ไม่สอดคล้องกับแบบจำลองทางทฤษฎีซึ่งชี้ให้เห็นว่ามีช่องว่างขนาดใหญ่ในความเข้าใจของเรา - การจำลองอาจไม่ถูกต้องหรืออาจมีคุณสมบัติของสสารมืดที่เราไม่เข้าใจอย่างเต็มที่ตามทีมวิจัย

"เราได้ทำการทดสอบอย่างรอบคอบมากมายในการเปรียบเทียบการจำลองและข้อมูลในการศึกษานี้และการค้นพบความไม่ตรงกันของเรายังคงมีอยู่"นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Massimo Meneghetti กล่าวของสถาบันดาราศาสตร์แห่งชาติในอิตาลี

"แหล่งกำเนิดที่เป็นไปได้อย่างหนึ่งสำหรับความคลาดเคลื่อนนี้คือเราอาจพลาดฟิสิกส์ที่สำคัญบางอย่างในการจำลอง"

สสารมืดเป็นหนึ่งในหนามที่ใหญ่ที่สุดในการทำความเข้าใจจักรวาลของเรา พูดง่ายๆคือเราไม่รู้ว่ามันคืออะไร มันไม่ดูดซับสะท้อนหรือปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าใด ๆ ทำให้สามารถตรวจจับไม่ได้อย่างสมบูรณ์ในทางตรง อย่างไรก็ตามมันโต้ตอบกับเรื่องที่มองเห็นได้ของจักรวาลผ่านแรงโน้มถ่วง

ซึ่งหมายความว่าเราสามารถศึกษาว่าสิ่งต่าง ๆ เช่นกาแลคซีและดาวมีการกระจายและเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ จักรวาลคำนวณแรงโน้มถ่วงที่จำเป็นในการสร้างการกระจายและการเคลื่อนไหวเหล่านั้นและคำนวณและลบแรงโน้มถ่วงที่เกิดจากสสารที่มองเห็นได้

แรงโน้มถ่วงที่เหลือแสดงว่าสสารมืดอยู่ในจักรวาลมากแค่ไหนและจากสิ่งที่เราสามารถบอกได้ว่ามันเยอะมาก มากถึง 85 เปอร์เซ็นต์ของเรื่องในจักรวาลอาจเป็นสสารมืด

หนึ่งในวิธีที่เราสามารถตรวจจับ 'สสารมืด' ทางอ้อมคือผ่านเลนส์แรงโน้มถ่วง วัตถุขนาดใหญ่จริง ๆ เช่นกลุ่มของกาแลคซีสร้างสนามแรงโน้มถ่วงที่เข้มข้นซึ่งกาลอวกาศนั้นโค้ง - ซึ่งหมายถึงแสงใด ๆ ที่เดินทางผ่านกาลอวกาศนั้นเคลื่อนที่บนเส้นทางโค้ง

ดังนั้นวัตถุที่อยู่ทางด้านไกลของสนามแรงโน้มถ่วงเช่นกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลปรากฏขึ้นเพื่อให้เราขยาย, เปื้อน, ซ้ำ, และบิดเบี้ยว

เลนส์แรงโน้มถ่วง -NASA, ESA & L. Calçada-

โดยการศึกษาการบิดเบือนเหล่านี้และนำกาแลคซีกลับมารวมกันเราสามารถเข้าใจได้ว่าแสงถูกบิดเบือนอย่างไรซึ่งหมายความว่าเราสามารถแมปสนามแรงโน้มถ่วง - ยิ่งมีการบิดเบือนมากขึ้น อีกครั้งลบสสารที่มองเห็นได้และ voila - แผนที่ของสสารมืดภายในคลัสเตอร์เลนส์นั้น มันฉลาดเหลือเชื่อ

และนั่นคือสิ่งที่ Meneghetti และทีมของเขากำลังทำอยู่โดยมองไปที่การสังเกตของกลุ่มกาแล็กซี่ 11 กลุ่มโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ของหอดูดาวทางใต้ของยุโรปในชิลี

"กลุ่ม Galaxy เป็นห้องปฏิบัติการที่เหมาะที่จะเข้าใจว่าการจำลองคอมพิวเตอร์ของจักรวาลทำให้เกิดสิ่งที่เราสามารถอนุมานได้อย่างน่าเชื่อถือเกี่ยวกับสสารมืดและการมีปฏิสัมพันธ์กับเรื่องที่ส่องสว่าง"เขาอธิบาย-

เมื่อทีมนั่งลงเพื่อวิเคราะห์ข้อมูลพวกเขาพบเอฟเฟกต์เลนส์ขนาดใหญ่ตามที่คาดว่าจะผลิตโดยกาแลคซีโดยรวม แต่พวกเขาก็พบเอฟเฟกต์เลนส์เล็ก ๆ ซ้อนอยู่ภายใน เลนส์ขนาดเล็กเหล่านี้ผลิตโดยกาแลคซีแต่ละตัวภายในกลุ่มไม่ได้ปรากฏในการจำลองของกลุ่มซึ่งบ่งบอกถึงสสารมืดส่วนเกิน

เพื่อตรวจสอบการค้นพบของพวกเขาทีมได้ทำการสังเกตสเปกโทรสโกปีของกาแลคซีโดยใช้การเปลี่ยนแปลงของแสงเพื่อคำนวณความเร็วของดาวโคจร - A - Aเครื่องมือคลาสสิกสำหรับการวัดสสารมืด

และพวกเขาตรวจสอบการคำนวณระยะทางอีกครั้งเพราะที่สามารถสร้างความแตกต่างที่สำคัญการคำนวณสสารมืด

นักวิจัยพบว่ามีความเข้มข้นของสสารมืดในกาแลคซีแต่ละตัวมากกว่าการจำลองที่อนุญาต แต่การจำลองขึ้นอยู่กับความเข้าใจที่ดีที่สุดของเราเกี่ยวกับสสารมืด - มวลเพิ่มเติมมาจากไหน?

เราไม่รู้ แต่มันจะเป็นการเดินทางที่น่าตื่นเต้นของการค้นพบ

"สำหรับฉันเป็นการส่วนตัวการตรวจจับช่องว่างการแทะ - ปัจจัยของ 10 ความคลาดเคลื่อนในกรณีนี้ - ระหว่างการสังเกตและการทำนายเชิงทฤษฎีนั้นน่าตื่นเต้นมาก"นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Priyamvada Natarajan กล่าวของมหาวิทยาลัยเยล

"เป้าหมายสำคัญของการวิจัยของฉันคือการทดสอบแบบจำลองทางทฤษฎีด้วยการปรับปรุงคุณภาพของข้อมูลเพื่อค้นหาช่องว่างเหล่านี้มันเป็นช่องว่างและความผิดปกติที่มักจะเปิดเผยว่าเราหายไปบางสิ่งบางอย่างในทฤษฎีปัจจุบัน สำหรับรุ่นใหม่เอี่ยมซึ่งจะมีพลังอธิบายมากขึ้น "

ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดการค้นพบสิ่งที่ทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างการจำลองและการสังเกตมีแนวโน้มที่จะนำเราไปสู่ความเข้าใจที่แข็งแกร่งของสสารมืด

การวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในศาสตร์-

เครดิตภาพเต็มรูปแบบ: NASA, ESA, G. Caminha (มหาวิทยาลัย Groningen), M. Meneghetti (หอสังเกตการณ์ของดาราศาสตร์ฟิสิกส์และวิทยาศาสตร์อวกาศของ Bologna), P. Natarajan (มหาวิทยาลัยเยล), ทีมปะทะและ M. Kornmesser (ESA (ESA /ฮับเบิล)