Z nowego badania prowadzonego przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside wynika, że ​​ciemna materia, tajemnicza substancja stanowiąca 85% materii we wszechświecie, może być bardziej żywa i dynamiczna niż wcześniej sądzono. Badanie, opublikowane w The Astrophysical Journal Letters , analizuje teorię „oddziałującej ciemnej materii” (SIDM), która sugeruje, że cząstki ciemnej materii mogą oddziaływać ze sobą poprzez ciemne siły.

Zespół badawczy kierowany przez profesora Hai-Bo Yu skupił się na dwóch astrofizycznych tajemnicach, które wydają się zaprzeczać panującej teorii zimnej ciemnej materii. Pierwsza zagadka wiąże się z dużą gęstością halo ciemnej materii w masywnej galaktyce eliptycznej, którą odkryto dzięki obserwacjom silnego soczewkowania grawitacyjnego. Gęstość tego halo jest tak duża, że ​​trudno ją wytłumaczyć teorią zimnej ciemnej materii. Druga zagadka wiąże się z niezwykle małą gęstością halo ciemnej materii w ultrarozproszonych galaktykach, którą trudno wyjaśnić tą samą teorią.

Aureole ciemnej materii to niewidzialna materia otaczająca i przenikająca galaktyki lub gromady galaktyk. Soczewkowanie grawitacyjne ma miejsce, gdy światło z odległych galaktyk załamuje się wokół masywnych obiektów. Panująca teoria zimnej ciemnej materii sugeruje, że cząstki ciemnej materii nie oddziałują ze sobą. Symulacje przeprowadzone przez zespół wykazały jednak, że wzajemne oddziaływanie cząstek ciemnej materii w SIDM może prowadzić do wymiany ciepła w halo, powodując zmianę gęstości w centrum.

Wyniki tego badania podważają standardowy paradygmat zimnej ciemnej materii i sugerują, że SIDM może być przekonującym kandydatem do pogodzenia dwóch tajemnic astrofizyki. Zdaniem badaczy w literaturze nie ma obecnie innych wyjaśnień. Rodzi to intrygującą możliwość, że ciemna materia może być bardziej złożona i jaśniejsza, niż wcześniej sądzono.

Badanie to podkreśla potencjał wykorzystania obserwacji astrofizycznych i symulacji komputerowych do badania natury ciemnej materii. Wykonując wysokiej rozdzielczości symulacje powstawania struktur kosmicznych, zespół był w stanie uzyskać wgląd w zachowanie cząstek ciemnej materii i ich interakcje.

Przyszłe badania w tej dziedzinie będą kontynuowały badanie właściwości i zachowania ciemnej materii, rzucając światło na jedną z największych tajemnic Wszechświata.