Universumin näkymätön haamu
Tässä jotain, mikä saattaa pyöräyttää mielen: kaikki mitä näet, kosketat ja missä elät — planeetat, tähdet, aamukahvisi — on pohjimmiltaan avaruuspölyä. Se muodostaa vain noin 15 prosenttia universumista. Loput 85 prosenttia? Sitä on tumma aine, emmekä tiedä, mistä se oikeasti koostuu.
Pitkään tutkijat olettivat, että tumman aineen hiukkaset olivat niin sanotusti "törmäyskelvottomia." Ajattele asiaa niin, että haamut menevät seinien läpi — nämä hiukkaset liukuisivat toistensa ja tavallisen aineen läpi huolettomasti. Logiikka vaikuttaa järkevältta, eikö? Emme näe niitä, emme voi havaita niitä suoraan... ehkä ne eivät vain vuorovaikuta minkään kanssa.
Mutta entä jos olemme olleet väärässä koko ajan?
Kun hiukkaset alkavat törmäillä
Tuore tutkimus julkaisussa Physical Review Letters kääntää tuon oletuksen päälaelleen. Tutkijat esittävät nyt, että tumma aine saattaa olla itseasiassa "itsevuorovaikutteista" — eli nämä hiukkaset eivät vain leijailisi kaiken läpi. Ne törmäävät toisiinsa. Ne kimpaavat toisistaan. Ne... no, niille tulee aika ahdistavaa.
Tutkimuksen tekijöihin kuuluva tohtori Hai-Bo Yu UC Riverside -yliopistosta selittää asian hauskasti. Kuvittele olevasi konsertissa. Perinteinen tumma aine olisi kuin väkijoukon läpi kulkevat ihmiset, jotka eivät töni ketään. Itsevuorovaikutteinen tumma aine? Se on enemmän kuin mosh-pit — kaikki törmäävät kaikkiin.
Ja rehellisesti sanottuna? Se vaikuttaa paljon kiinnostavammalta kuin haamuhiukkaset, jotka vain leijailivat toimettomana.
Tähtien arvet
Tässä kohtaa asia menee todella jännäksi. Tutkijat ovat tutkineet tähtien virtaa nimeltä GD-1, joka sijaitsee noin 25 valovuoden päässä. Nämä tähdet näyttävät siltä kuin niihin olisi jäänyt... arpia. Kuin jokin massiivinen ja näkymätön olisi murtautunut niiden läpi kauan sitten.
Tämä arpi on liian suuri, liian selkeä, jotta se voitaisiin selittää vanhalla tumman aineen ymmärryksellä. Mutta tohtori Yu ja hänen tiiminsä ehdottavat, että se sopii täydellisesti yhteen, jos arven luonut kohde koostui itsevuorovaikutteisesta tumman aineesta — tiheä, kompakti ja tarpeeksi voimakas jättääkseen pysyvän jäljen tähtien virtaan.
En tiedä sinusta, mutta minusta on aivan hullua, että voimme katsoa taivasta ja nähdä todisteita jostakin, mitä emme voi havaita edes tehokkaimmillamme teleskoopeilla. Se on kuin löytäisi sormenjälkiä rikospaikalta, jossa rikollinen on täysin näkymätön.
Vastauksia kosmisten suurennuslasien takaa
Tutkijoilla on myös toinen temppu hihassa: gravitaatiolinssi-ilmiö. Ajattele sitä kosmisena suurennuslasina. Kun erittäin tiheä kohde (kuten galaksi) on meidän ja kauempana olevan kohteen välissä, sen painovoima taivuttaa ja vahvistaa tuon etäisen kohteen valoa, tehden sen näkyväksi.
Tohtori Yu ehdottaa, että tällaisessa linssijärjestelmässä saattaa piileskellä ultratihete tumman aineen kohde nimeltä JVAS B1938+666. Nämä voisivat olla tiheitä ytimiä, jotka muodostuvat kun itsevuorovaikutteiset tumman aineen hiukkaset törmäävät ja puristuvat yhteen.
Tietenkin tämän todistaminen on hankalaa. Puhumme uskomattoman kaukana olevista kohteista, ja näkemäämme voi vaikuttaa moni tekijä. Mutta niin se menee tieteessä — hidasta, huolellista ja täynnä "ehkä tätä, ehkä tuota."
Seuraavat viisi vuotta voivat muuttaa kaiken
Tässä jännittävä osuus: lisää laajakenttäteleskooppeja on tulossa käyttöön pian, mukaan lukien Vera C. Rubin -avaruusteleskooppi Chilessä. Nämä instrumentit antavat tähtitieteilijöille paljon paremman näkymän tähtien virtoihin ja gravitaatiolinssijärjestelmiin.
Seuraavien viiden vuoden aikana saattaisimme vihdoin pystyä sulkemaan pois joitakin vaihtoehtoisia selityksiä ja päästä lähemmäs ymmärrystä siitä, törmääkö tumma aine todella itseensä.
Rehellisesti sanottuna pidän tätä kaikkeaabsoluuttisen kiehtovana. Olemme käyttäneet vuosisatoja yrittäessämme ymmärtää universumia, ja osoittautuu, että suurin osa siitä koostuu jostakin, mitä emme voi edes nähdä. Mutta joka päivä olemme hieman lähempänä koodin murtamista. Ja kuka tietää? Ehkä jonain päivänä selviää, mikä tumma aine oikeasti on — ja mitä se merkitsee kaikelle, mitä luulimme tietävämme todellisuudesta.
Sillä välin minä pidän silmällä tähtiä. No, sitä pientä 15 prosenttia kaikesta, joka on todella näkyvää.
Lähde: Popular Mechanics — https://www.popularmechanics.com/space/deep-space/a71550335/dark-matter-gravity-mysteries