הטענות מבוססות על תצפיות של צביר הקליע (Bullet Cluster)
אסטרונומים מארה”ב טוענים כי מצאו עדות ישירה לקיומו של החומר המסתורי המכונה בשם “החומר האפל”. המדובר בחומר שאינו פולט או מחזיר מספיק אור כדי “להיראות” – נחשב כאחראי על 25% מתכולת היקום. החומר שאנו מכירים, מכסה רק 5% מהיקום שלנו.
עד כה, האסטרונומים יכלו להסיק על קיומו של חומר אפל באמצעות ההשפעות הכבידתיות שלו על החומר הרגיל. החוקרים טוענים כי גילו מה שהם מכנים החתימה הכבידתית של החומר האפל.
החתימה נוצרת כאשר החומר האפל והחומר הרגיל התתנתקו בשל עוצמת ההתנגשות הגדולה של שתי צבירי גלקסיות. האנרגיה הקינטית של ההתנגשות היתה מספיקה לאדות ולטחון עד דק כוכבי לכת כדוגמת כדור הארץ, בגלקסיות אלה. אמר חבר הצוות מקסים מרקביץ' ממרכז האווראד סמיתסוניאן לאסטרופיסקה בקיימברידג', מסצ'וסטס.
מוביל המחקר, דאג קלו (Clowe) מאוניברסיטת אריזונה אמר: “הדבר מספק לנו את העדות הישירה הראשונה שחומר אפל חייב להתקיים ושהוא המרכיב העיקרי של החומר ביקום.”
האסטרונומים יודעים מאז שנות השלושים של המאה ה-20 כי צבירי גלקסיות אלו מפעילות הרבה יותר כוח משיכה מאשר ניתן היה להסביר באמצעות כמות החומר הנראה שבהן לבדו. הכבידה העודפת יכולה להיות מוסברת בשתי דרכים – האחת – שמרבית החומר בצבירים מורכב מחומר שאיננו יכולים לראות משום שהוא אינו בולע או פולט אור. אפשרות שניה היא שכוח המשיכה לא מתנהג באותה דרך בקבוצות גלקסיות בקוטר של שנות אור, כפי שהוא מתנהג בכדור הארץ.
בדרך כלל, הגז והגלקסיות בצבירים אלה מוחזקים ביחד בזכות המשיכה ואולם באיזור המכונה צביר הקליע (Bullet Cluster), מרכיבים אלה נקרעו לגזרים. האסטרונומים היו מספיק ברי מזל כדי ללכוד את ההתנגשות הזו רק 100 מיליון שנה לאחר שאירעה – הרף עין מהבחינ הקוסמית.
החוקרים יכולים לראות כי הגז החם שהועף בהתנגשות הואט בידי כוח חיכוך, דומה להתנגדות האוויר. בינתיים, הגלקסיות עצמן המשיכו להאיץ בחלל, כשהם משאירים את הגז הזה מאחור.
חלקיקי החומר האפל אינם צריכים להאיץ באותה הדרך כמו הגז. הם לא פועלים הדדית ישירות בינם לבין עצמם או עם הגז, אלא באמצעות כוח המשיכה. במקום זאת, החומר האפל צריך היה להתנהג כמו הגלקסיות.
אם החומר האפל קיים, האסטרונמים ציפו למצוא את רוב המסה שלו בצבירים, מקיף את הגלקסיות. ואולם אם החומר האפל אינו קיים, מרבית המסה של הצבירים צריכה להיות בגז החם ש'ברח'. זאת משום שגלקסיות מכילות פי 10 יותר מסה בגז בין כוכבי מאשר בכוכבים.
החוקרים מצאו כי רוב המסה היתה ממוקמת ליד הגלקסיות – הרבה לפני ענני הגז – דבר שהראה שהחומר האפל אכן היה שם.
מרבית היקום, כ-70% ממנו מורכב מאנרגיה אפלה, יישות מסתורית דומה, הגורמת ללחץ שלילי ולמעשה מאיצה את התפשטות היקום במקום שזו תואט עם הזמן על ידי כוח המשיכה.
“חומר אפל ואנרגיה אפלה אינם משהו שהיינו מצפים לראות מנקודת המבט של כיצד היקום היה צריך להיראות” אמר שון קארול, קוסמולוג באוניברסיטת שיקאגו, שלא היה מעורב במחקר. “אך אנו מנסים להבין מדוע הוא נראה כך ותוצאות אלה מציבות אותנו על המסלול הנכון.”
כדי לאתר את המסה בצבירים הללו השתמשו החוקרים בטלסקופי החלל צ'אנדרה והאבל, וכן בטלסקום הגדול מאוד ובטלסקופ מאגלן בצ'ילה.
“עשינו זאת באמצעות מדידת העידוש הכבידתי, מקום שבו הכבידה מהצבירים משפיעה על האור מהגלקסיות שמאחוריה ברקע, כפי שנחזה על ידי תורת היחסות הכללית של איינשטיין.
