Egy extra vonzóerő jelenléte logikusan felgyorsítaná az anyag csomósodását, a kozmikus valóság azonban ennél jóval trükkösebb. A Perimeter Elméleti Fizikai Intézet és a SISSA kutatóinak legfrissebb szimulációi kimutatták, hogy a sötét anyag részecskéi közötti hipotetikus, csak számukra érzékelhető kölcsönhatás nem gyorsítja, hanem kifejezetten gátolja a galaxisoknál is nagyobb kozmikus struktúrák növekedését.
Amikor a plusz vonzás miatt válik könnyebbé a sötét anyag
A standard kozmológiai modell évtizedek óta úgy kezeli a sötét anyagot, mint egy passzív kozmikus óriást, amely kizárólag a gravitáción keresztül lép kapcsolatba a látható világgal. A modern mélyűri mérések – például a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás és a világegyetem tágulási ütemének precíziós adataiban mutatkozó apró eltérések – miatt a fizikusok elkezdtek olyan elméleteket vizsgálni, ahol a sötét anyag részecskéi egy úgynevezett sötét erő segítségével egymással is kölcsönhatásba léphetnek.
A megszokott fizikai intuíció azt sugallná, hogy ha a gravitáció mellé beemelünk egy újabb vonzóerőt a sötét anyag részecskéi közé, az anyag gyorsabban fog összeállni sűrűbb struktúrákká. A Journal of Cosmology and Astroparticle Physics folyóiratban közzétett kutatás szerint a modellekben egy váratlan ellenhatás lép fel. Miközben a sötét erő valóban segíti a részecskék helyi csomósodását, az Univerzum tágulásával párhuzamosan hatékonyan csökkenti a sötét anyag részecskéinek effektív tömegét. A tömegvesztés miatt a gravitációs hatásuk gyengül, ami végeredményben lefékezi a gigantikus kozmikus hálózatok növekedését.
| Vizsgált tényező | Standard kozmológiai modell (ΛCDM) | Új, kölcsönható sötét anyag modell |
|---|---|---|
| Erőhatások | Kizárólag a gravitáció hat a sötét anyagra | Gravitáció + hosszú hatótávolságú sötét erő |
| Részecsketömeg evolúciója | Állandó tömeg az Univerzum tágulása során | Az effektív tömeg idővel csökken |
| Struktúrák növekedési üteme | Standard elméleti növekedési sebesség | Lefékezett, elnyomott struktúranövekedés |
A DESI és az új űrtávcsövek tisztázhatják a kozmikus rejtélyt
Zachary Weiner, a tanulmány vezető szerzője kiemelte, hogy az Univerzum működése gyakran ellentmond a közvetlen emberi logikának, ezért elengedhetetlen a szélsőséges fizikai forgatókönyvek matematikai tesztelése. Az új elméleti felismerés nemcsak önmagában érdekes, hanem közvetlenül befolyásolja a Sötét Energia Spektroszkópiai Eszköz (DESI) és a jövőbeli égboltfelmérések adatainak értelmezését is.
Amennyiben a sötét anyag valóban rendelkezik saját rejtett kölcsönhatással, az átírhatja a sötét energia dinamikájáról alkotott jelenlegi elméleteinket. A következő évek nagy felbontású kozmikus mérései dönthetik el, hogy ez az elméleti lassulás magyarázatot ad-e az Univerzum méréseiben tapasztalt finom ellentmondásokra.
