Urmărind cu atenţie masa unei ciocniri galactice colosale, astronomii par să fi descoperit un nou tip de forţă ce afectează doar materia neagră.


Rezultatele vin n urma studierii Musket Ball Cluster, un obiect ceresc vast aflat la aproximativ 5,23 miliarde de ani-lumină, n constelaţia Racului. Galaxiile sunt de obicei legate gravitaţional de alte galaxii, ceea ce duce la formarea unor clustere de galaxii gigantice. Clusterul Musket Ball este un exemplu a ceea ce se petrece atunci cnd două clustere galactice fiecare dintre ele conţinnd sute de galaxii se ciocnesc.
Oamenii de ştiinţă ştiu că stelele vizibile din aceste galaxii compund doar 2% din masa totală a clusterului. Aproximativ 12% din masă este dată de gazul fierbinte, ce străluceşte n lungimile de undă ale razelor X, iar restul de 86% din masa clusterului este dată de materia neagră, care este invizibilă. Deoarece galaxiile reprezintă un procent foarte mic al masei totale a sistemului, iar spaţiul dintre ele este foarte mare, ele nu se ciocnesc cu adevărat. Cel mai probabil, galaxiile trec una pe lngă cealaltă pe măsură ce clusterele se unesc. n mare parte, doar gazul fierbinte se ciocneşte, ceea ce provoacă ncetinirea sa şi l face să rămnă n urma galaxiilor.
Materia neagră este cartografiată cu ajutorul unui aspect interesant din teoriile gravitaţiei elaborate de Einstein. Conform teoriei relativităţii, cmpurile gravitaţionale ale obiectelor masive (precum galaxiile) curbează lumina. Dacă o galaxie de mari dimensiuni se găseşte n drumul unei surse de lumină ce se găseşte la o mare distanţă de Terra, observatorii de pe Pămnt vor vedea această lumină distorsionată, de multe ori sub forma unui cerc, precum n imaginea de mai sus. Studiind modul n care lumina este distorsionată de Clusterul Musket Ball, oamenii de ştiinţă pot deduce locul n care se găseşte materia neagră.
Atunci cnd astronomii au calculat cu precizie locul n care se găseşte materia neargă, au descoperit ceva bizar: grămezile de materie neagră ncetineau n raport cu galaxiile din cluster.
Am observat o diferenţă de 19.000 de ani-lumină ntre galaxii şi materia neagră, a explicat astronomul William Dawson de la Universitatea California, Davis.
Motivul pentru care această descoperire este ciudată este faptul că oamenii de ştiinţă nu cred că materia neagră interacţionează cu sine. Astfel, grupurile de materie neagră ar trebui să treacă pur şi simplu prin materia neagră cu care se ciocneşte, deplasndu-se cu aceeaşi viteză cu care se deplasează şi galaxiile care nu se ciocnesc. n schimb, se pare că materia neagră se ciocneşte de ceva poate chiar de altă materie neagră şi ncetineşte mai repede dect galaxiile. Ca materia neagră să poată interacţiona cu sine ntr-un mod neobişnuit, explică cercetătorii, ar fi nevoie de o forţă neagră care să afecteze materia neagră. Aceasta ar fi o nouă forţă fundamentală a universului, care s-ar adăuga celor patru forţe fundamentale cunoscute astăzi: gravitaţia, electromagnetismul şi forţele nucleare (tare şi slabă).
Cercetătorii au postulat de mai mult timp existenţa unei astfel de forţe, ncercnd chiar să o găsească cu ajutorul acceleratoarelor de particule. Dacă rezultatele lui Dawson vor fi confirmate, acestea se vor dovedi a fi prima dovadă observaţională a existenţei acestei forţe. Forţa neagră nu este inclusă n vreun model al fizicii, nsă descoperirea sa ar putea ajuta la o mai bună nţelegere a comportamentului materiei negre.
Un astfel de comportament bizar este observat n cazul galaxiilor pitice şi a clusterelor de stele. Dacă materia neagră ar interacţiona doar cu gravitaţia, atunci ar trebui să se strngă n centrul acestor obiecte. Cu toate acestea, astronomii observă n mod repetat opusul: materia neagră din galaxiile pitice şi clusterele de stele este distribuită n mod egal. Dacă materia neagră poate interacţiona cu o forţă neagră, atunci este posibil să se ciocnească singură şi să se deplaseze precum un gaz fierbinte.
Descoperirea ar putea duce la un progres n domeniul sectorului ntunecat, ce tratează o serie de forţe şi particule ipotetice, care nu afectează materia obişnuită. Deşi modelele concepute de cercetători pentru materia neagră tind să presupună că particulele sunt simple şi nu există forţe suplimentare, nu există niciun motiv ca acest lucru să fie adevărat. Dawson sugerează să ne imaginăm nişte oameni de ştiinţă extratereştri compuşi n exclusivitate din materie neagră care nici nu se gndesc materia noastră obişnuită are attea forţe şi interacţiuni complexe, pentru că nu le pot detecta.
Astronomul Douglas Finkbeiner de la Harvard este de acord că rezultatele sunt foarte interesante, avnd potenţialul de a aduce schimbări importante n fizică, nsă nu este convins pe deplin. Este important să luăm n calcul faptul că de fiecare dată cnd cineva a anunţat identificarea unor proprietăţi exotice a materiei negre s-a nşelat, a explicat Finkbeiner. Cercetătorul s-a numărat şi ei printre cei păcăliţi de materia neagră. n 2008 acesta a luat parte la un studiu care părea să fi identificat forţa neagră, nsă cţiva ani mai trziu rezultatele cercetării s-au dovedit a fi eronate.
Dawson ştie că rezultatele sale sunt preliminare, fiind şi el sceptic cu referire la ipoteza forţei negre. Echipa sa afrmă că sunt n proporţie de 85% siguri că ceea ce au observat se datorează faptului că materia neagră interacţionează cu ea nsăşi.
Poate n Las Vegas aceste cote ar fi bune, dar ca oameni de ştiinţă nu putem să facem anunţuri att de importante ct timp există 15%-20% şanse ca rezultatele să se datoreze unor erori de măsurare, spune Dawson. Curbarea luminii de către obiecte masive este dificil de observat, fiind posibil ca rezultatul să fie obţinut n urma unor erori de măsurare.
Acum, Dawson intenţionează să lucreze cu echipa sa pentru a analiza datele obţinute n urma altor coliziuni de clustere galactice. Dacă rezultatele observate n cazul altor coliziuni vor fi asemănătoare cu cele descoperite la Clusterul Musket Ball, atunci ipoteza forţei negre ar fi susţinută de noi date. Dacă nu, oamenii de ştiinţă vor fi nevoiţi să descopere altă rezolvare pentru misterul materiei negre din galaxiile pitice.
Sursa: Wired