Os oes rhywbeth yr oedd ffisegwyr yn meddwl eu bod yn gwybod am fater tywyll, gan nad yw'n allyrru unrhyw fath o ymbelydredd electromagnetig, ni allai ei ronynnau ryngweithio â rhai mater cyffredin, sy'n ffurfio planedau, sêr a galaethau, ac eithrio trwy'r disgyrchiant.
Ond mae astudiaeth newydd a gynhaliwyd gan wyddonwyr yn yr Ysgol Ryngwladol Uwch ar gyfer Astudiaethau Uwch (SISSA), yn yr Eidal, wedi canfod, am y tro cyntaf, dystiolaeth o ryngweithio uniongyrchol rhwng y ddau fath o fater.
Mewn erthygl ddiweddar a gyhoeddwyd yn Astronomy & Astrophysics, mewn gwirionedd, mae'r ymchwilwyr yn awgrymu bod rhanbarth gwyddonol helaeth yng nghanol galaethau troellog sy'n cynnwys gronynnau mater tywyll yn bennaf yn
y mae'r gronynnau hyn yn rhyngweithio â rhai mater cyffredin. Rhywbeth a ddaeth i wrthdaro uniongyrchol â'r damcaniaethau dominyddol.
Yn yr astudiaeth, dan arweiniad Gauri Sharma a Paolo Salucci o SISSA a Glen Van der Vev o Brifysgol Fienna, archwiliodd yr ymchwilwyr nifer fawr o alaethau, o'r rhai sydd agosaf at ein rhai ni sydd wedi'u lleoli dros 7.000 biliwn o flynyddoedd. golau pellter.
Yn ôl yr awduron, mae’r ymchwil newydd hon yn gam mawr ymlaen yn ein dealltwriaeth o fater tywyll, y sylwedd anodd dod i’r amlwg y mae ffisegwyr wedi bod yn ei ddilyn yn aflwyddiannus ers degawdau. Gan nad yw'n allyrru unrhyw ymbelydredd, ni ellir canfod mater tywyll yn uniongyrchol gyda thelesgopau. Ond mae gwyddonwyr yn gwybod ei fod yno oherwydd yr effeithiau disgyrchiant y mae'n ei gael ar fater cyffredin, y gallwn ei weld. Pedair gwaith yn fwy niferus na'r deunydd a ffurfiodd sêr a galaethau, mae'r defnydd tywyll yn cael ei ystyried yn 'sgerbwd' y Bydysawd. Hebddo, ni allai'r galaethau a'r strwythurau mawr yr ydym yn eu harsylwi fodoli.
"Mae ei bresenoldeb amlycaf ym mhob galaeth - eglura Gauri Sharma - yn deillio o'r ffaith bod y sêr a'r nwy hydrogen yn symud fel pe baent yn cael eu llywodraethu gan elfen anweledig." A hyd yn hyn, mae ymdrechion i arsylwi'r 'elfen' honno wedi canolbwyntio ar alaethau cyfagos.
Cymharwch alaethau hynafol
"Fodd bynnag - yn parhau â'r ymchwilydd - yn yr astudiaeth hon rydym yn ceisio, am y tro cyntaf, i arsylwi a phennu dosbarthiad màs y galaethau troellog gyda'r un morffoleg â'r rhai agosaf, ond yn llawer pellach i ffwrdd, hyd at bellter o 7.000. miliwn o flynyddoedd golau
Mae Paolo Salucci, o'i ran ef, yn ychwanegu, "trwy astudio symudiad sêr mewn tua 300 o alaethau pell, fe wnaethom ddarganfod bod gan y gwrthrychau hyn hefyd halo o fater a bod gan yr halo hwn, gan ddechrau o ganol galaeth, dywyllwch yn wir. rhanbarth lle mae ei ddwysedd yn gyson. Nodwedd, gyda llaw, yr oedd eisoes wedi sylwi arni mewn astudiaethau sobr o alaethau cyfagos, rhai ohonynt hefyd yn waith SISSA.
Mynd yn fwy ac yn fwy
Mae'r ymchwil newydd wedi datgelu bod gan y rhanbarth canolog hwn rywbeth hollol annisgwyl ac annisgwyl yn y 'model safonol o gosmoleg' fel y'i gelwir. I Sharma, "o ganlyniad i'r cyferbyniad rhwng priodweddau galaethau troellog cyfagos a phell, hynny yw, rhwng galaethau cerrynt a'u
hynafiaid saith mileniwm o flynyddoedd yn ôl, gallem weld bod ein hunig ranbarth anesboniadwy gyda dwysedd cyson o fater tywyll yn bodoli, ond hefyd bod ei ddimensiynau'n cynyddu dros amser, fel pe bai'r rhanbarthau hyn yn destun proses o ehangu yn parhau ac yn gwanhau. ” Peth anodd iawn i'w egluro os, fel y rhagfynegwyd gan y ddamcaniaeth gyfredol, nad oes unrhyw ryngweithio rhwng gronynnau mater tywyll a gronynnau mater cyffredin.
"Yn ein hymchwil - ychwanega Sharma - rydym yn cynnig tystiolaeth o ryngweithio rhwng mater tywyll a mater cyffredin sydd, dros amser, yn araf adeiladu rhanbarth o ddwysedd cyson o ganol yr alaeth tuag allan." Ond mae mwy.
“Yn syndod,” eglura Salucci, “mae’r rhanbarth hwn sydd â dwysedd cyson yn ehangu gydag amser. Mae’n broses araf iawn, ond yn ddi-ildio. Yr esboniad symlaf yw, yn gynnar iawn, pan fydd yr alaeth yn ffurfio, bod dosbarthiad mater tywyll yn yr halo sfferig yn cyfateb i ragfynegiad y ddamcaniaeth, gyda brig dwysedd yn y canol. Yn dilyn hynny, ffurfiwyd disg galactig sy'n nodweddu galaethau troellog, wedi'i hamgylchynu gan halo o ronynnau o ddeunydd tywyllu hynod o drwchus. Dros amser, mae'r effaith rhyngweithio rydyn ni'n ei chynnig yn golygu bod y gronynnau hyn wedi'u dal gan y sêr, neu eu taflu allan tuag at rannau allanol yr alaeth, yn gymesur ag amser ac yn olaf wedi cyrraedd rhai'r ddisg serol galactig, fel rydyn ni'n ei ddisgrifio yn yr Erthygl ".
"Mae canlyniadau'r astudiaeth - yn cloi Sharma - yn codi cwestiynau pwysig ar gyfer senarios amgen sy'n disgrifio gronynnau mater tywyll (ar wahân i Lambda-CDM, y ddamcaniaeth amlycaf), megis Hot Dark Matter, Interactive Dark Matter a Ultralight Dark Matter".
Yn ôl yr ymchwilwyr, mae priodweddau galaethau pell iawn mewn gofod ac amser "yn cynnig porth dilys i gosmolegwyr glywed dirgelion mater tywyll o'r diwedd."
