Tajna sila tamne materije djeluje suprotno od očekivanog

Čestice tamne materije možda međusobno djeluju pomoću skrivene sile, ali njeni efekti su mnogo čudniji nego što su naučnici pretpostavljali. Iako dodatna privlačnost pomaže česticama da se grupišu, istovremeno čini tamnu materiju efektivno lakšom dok se svemir širi.

Nova studija objavljena u časopisu "Journal of Cosmology and Astroparticle Physics" ispitala je šta bi se desilo kada bi tamna materija osjetila dodatnu privlačnu silu pored gravitacije. Rezultati su bili iznenađujuće suprotni od intuicije - iako sila uzrokuje skupljanje tamne materije, obično ne ubrzava rast kosmičkih struktura. Umjesto toga, taj rast najčešće usporava.

"Ono što zaista znamo o tamnoj materiji do sada smo naučili samo kroz njene gravitacione efekte", kaže Zachary Weiner, istraživač sa Instituta za teorijsku fiziku Perimetar i vodeći autor studije. "To ostavlja otvorenom mogućnost da tamna materija može imati dodatne interakcije koje su skrivene od obične materije."

Istraživački tim je proučavao teoretske modele u kojima čestice tamne materije međusobno djeluju kroz silu dugog dometa pored gravitacije. Koristeći teoretske budžete zajedno sa kosmološkim podacima, naučnici su ispitali kako bi ova skrivena interakcija uticala na istoriju širenja svemira i rast velikih struktura.

Iznenađenje dolazi iz dvostrukog efekta. Dok dodatna sila čini da se tamna materija efikasnije grupira, ona istovremeno mijenja način na koji se tamna materija ponaša dok se svemir širi. Isti proces uzrokuje da čestice tamne materije efektivno gube masu tokom vremena. To smanjenje slabi njihov gravitacioni uticaj, neutrališući jaču privlačnost proizvedenu skrivenom silom.

Kao rezultat, pojačano grupisanje ne stvara jači gravitacioni otisak na kosmičkom mikrotalasnom pozadinskom zračenju. U većini slučajeva, kombinovani efekat zapravo potiskuje rast kosmičkih struktura. Prema istraživačima, ovaj novootkriveni mehanizam vjerovatno će uticati na mnoge komplikovanije modele koji uključuju skrivene interakcije među česticama tamne materije.

Preciznija mjerenja iz budućih opservatorija i kosmičkih istraživanja mogla bi pomoći naučnicima da utvrde koje skrivene interakcije tamna materija može posjedovati. "Svemir je često suptilniji od naše intuicije", zaključuje Weiner. "To je upravo razlog zašto moramo nastaviti testirati ove ideje."