הדמיות מחשב אסטרונומיות מצביעות על הוכחות חזקות שהחומר האפל קיים, הנתמכות על ידי תצפיות של תכונות בגלקסיות שקשה להסביר בלעדיו
הדמיות מחשב שעשו אסטרונומים, בכללן אלה שבאוניברסיטה של קליפורניה באירביין, תומכות בקיומו של החומר האפל. למרות שהחומר האפל לא התגלה ישירות, מדענים רבים מאמינים שהוא חייב להתקיים כדי להסביר תופעות שונות ביקום הניתן לצפייה.
המאמר מתייחס לוויכוח יסודי באסטרופיזיקה – האם החומר האפל חייב להתקיים כדי להסביר איך היקום פועל באופן שהוא פועל, או שהפיזיקאים יכולים להסביר איך הדברים פועלים רק על סמך החומר שבו אנו יכולים לצפות ישירות? כיום, פיזיקאים רבים חושבים שמשהו כמו חומר אפל חייב להתקיים כדי להסביר את תנועת הכוכבים והגלקסיות.
"המאמר שלנו מראה איך אנו יכולים להשתמש ביחסים אמיתיים נצפים כבסיס לבחינת שני מודלים שונים לתיאור היקום", אמר פרנסיסקו מרקדו, המחבר הראשי. "אנו מציעים מבחן חזק כדי להבדיל בין שני המודלים".
המבחן כלל הפעלת הדמיות מחשב עם שני סוגי החומר – רגיל ואפל – כדי להסביר את הנוכחות של תכונות מסקרנות שנמדדו בגלקסיות אמיתיות. הצוות דיווח על התוצאות שלו ב-Monthly Notices of the Royal Astronomy Society.
התכונות בגלקסיות שהצוות מצא "צפויות להופיע ביקום עם חומר אפל אבל יהיה קשה להסביר אותן ביקום ללא חומר אפל", אמר מרקדו. "אנו מראים שתכונות אלה מופיעות בתצפיות של הרבה גלקסיות אמיתיות. אם נתייחס לנתונים האלה כפשוטם, הם מאשרים מחדש את העמדה של מודל החומר האפל כמודל המתאר הכי טוב את היקום שבו אנו חיים".
התכונות האלה שמרקדו ציין מתארות דפוסים בתנועות של כוכבים וגז בגלקסיות שנראה שהם אפשריים רק ביקום עם חומר אפל.
"נראה שגלקסיות נצפות מצייתות לקשר הדוק בין החומר שאנו רואים והחומר האפל שהסקנו שאנו מגלים, עד כדי כך שיש מי שהציעו שמה שאנו מכנים חומר אפל הוא למעשה הוכחה שתאוריית הכבידה שלנו שגויה", אמר המחבר השותף ג'יימס בולוק. "הראינו שלא רק שהחומר האפל מנבא את הקשר, בגלקסיות רבות הוא גם יכול להסביר את מה שאנו רואים באופן טבעי יותר מאשר הכבידה שעברה שינוי. השתכנעתי אפילו יותר שהחומר האפל הוא המודל הנכון".
התכונות מופיעות גם בתצפיות שנעשו על ידי חסידי היקום ללא חומר אפל. "התצפיות שבדקנו – אותן התצפיות בדיוק שבהן מצאנו תכונות אלה – בוצעו על ידי תומכים בתאוריות ללא חומר אפל", אמר המחבר המשותף חורחה מורנו. "למרות נוכחותן הברורה, הקהילה ניתחה תכונות אלה מעט מאוד, אם בכלל. כדי להתחיל את השיח, היה צורך באנשים כמונו, מדענים שעובדים עם החומר הרגיל וגם עם החומר האפל".
"כשכוכבים נולדים ומתים, הם מתפוצצים לסופרנובות, שיכולות לעצב את מרכזי הגלקסיות, ומסבירות באופן טבעי את קיומן של תכונות אלה", אמר מורנו. "בפשטות, התכונות שבדקנו בתצפיות מחייבות גם את קיום החומר האפל וגם את הכללת הפיזיקה של החומר הרגיל".
עכשיו כשנראה שמודל החומר האפל של היקום מוביל, השלב הבא הוא לראות האם הוא יישאר עקבי ביקום של חומר אפל.
"יהיה מעניין לראות אם נוכל להשתמש באותו קשר כדי להבדיל אפילו בין מודלים שונים של חומר אפל", אמר מרקדו. "ההבנה איך הקשר הזה משתנה במודלי חומר אפל נבדלים תוכל לעזור לנו להגביל את התכונות של החומר האפל עצמו".
עוד בנושא באתר הידען:
