Niewidoczna tajemnica Wszechświata, czarna materia, jest w dużej skali rozłożona w taki sam sposób jak galaktyki. Wniosek ten płynie z badań przeprowadzonych w ramach eksperymentu 2dF Galaxy Redshift Survey realizowanego za pomocą Anglo-Australijskiego Teleskopu znajdującego się we wschodniej Australii.

Odkrycie to oznacza, że Wszechświat jest zaskakująco prosty.

Astronomowie uważają, że niewielkie skupienia ciemnej materii we wczesnym Wszechświecie były “ziarnem” dla wzrostu galaktyk. “Otrzymany wynik będzie miał duże znaczenie dla teorii mówiących gdzie i jak utworzyły się galaktyki” – powiedział dr Alan Heavens z Uniwersytetu w Edynburgu w Wielkiej Brytanii, jeden z autorów pracy, której preprint został dzisiaj opublikowany w serwisie astro-ph.

Galaktyki są “przeciągane” przez grawitację ciemnej materii i formują się we włókna i membrany o wielkiej skali. W swojej pracy dr Heavens i współautor, dr Licia Verde z Uniwersytetu w Princeton, pokazują że w wielkiej skali włókna i membrany w rozkładzie galaktyk uzyskanym przez przegląd 2dF są dokładnie takie, jakich należy oczekiwać jeśli ciemna materia i galaktyki rozkładają się w ten sam sposób.

Wyobraźmy sobie nocny widok zboczy gór usianych płonącymi ogniskami” – mówi dr Matthew Colless z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego, jeden z liderów projektu 2dF. “Nie możesz zobaczyć gór, widzisz jedynie ogniska. W jaki sposób ustalisz, gdzie znajdują się ich wierzchołki? Wiemy teraz, że wszędzie, gdzie widzimy ogień – galaktykę – musi koncentrować się ciemna materia“.

Wynik ten potwierdza również poprzednie odkrycia, że we Wszechświecie nie ma wystarczająco dużej ilości ciemnej materii aby mogła ona powstrzymać jego rozszerzanie się.

Wiedząc jak ciemna materia jest rozłożona, wiemy także jak wiele jej jest” – powiedział dr Verde – “około siedem razy więcej niż zwykłej materii lecz jedynie jedna czwarta tego, co jest potrzebne aby zatrzymać rozszerzanie się Wszechświata“.

W drugiej pracy, również wysłanej do astro-ph, dr Ofer Lahav i dr Sarah Bridle (oboje z Instytutu Astronomii w Cambridge) oraz współautorzy porównali fluktuacje w rozkładzie galaktyk w 2dF z fluktuacjami w rozkładzie mikrofalowego promieniowania tła (szumu będącego pozostałością po Wielkim Wybuchu). Odkryli znaczącą zgodność pomiędzy rozkładem jasnych galaktyk i rozkładem masy w skalach powyżej 30 milionów lat świetlnych. Daje to niezależne potwierdzenie wyników otrzymanych przez Verde i Heavens za pomocą zupełnie innej metody.

Drugim ważnym wynikiem obu tych badań jest stwierdzenie, że nieregularności (zmarszczki) w rozkładzie masy nie są tak silne jak wcześniej uważano. Ich amplitudy są prawdopodobnie o około 20 procent mniejsze, co sugeruje, że wzrost struktur we Wszechświecie był bardziej spokojny i doprowadził do powstania mniejszej liczby gromad galaktyk.

Projekt 2dF połączył dane o ponad 210 tysiącach galaktyk zebrane przez angielsko-australijski teleskop w Nowej Południowej Walii w Australii. Teleskop, będący jednym z największych na świecie instrumentów tego typu, jest w stanie rejestrować 400 widm jednocześnie. Przez wyznaczenie ich przesunięć ku czerwieni wyznaczana jest odległość badanych galaktyk i na tej podstawie sporządzana jest mapa Wszechświata.

Autor

Michał Matraszek