Hvis der er noget, som fysikere troede, de var klar over om mørkt stof, er det, at eftersom det ikke udsender nogen form for elektromagnetisk stråling, kunne dets partikler ikke interagere med dem af almindeligt stof, dem, der danner planeter, stjerner og galakser, undtagen gennem tyngdekraften.
Men en ny undersøgelse udført af forskere ved International School for Advanced Studies (SISSA) i Italien har for første gang fundet beviser for en direkte interaktion mellem de to typer stof.
I en nylig artikel offentliggjort i 'Astronomy & Astrophysics' foreslår forskerne faktisk, at der i centrum af spiralgalakser er et stort videnskabeligt område, der hovedsageligt består af mørkt stof partikler i
hvilke disse partikler interagerer med dem af almindeligt stof. Noget der kom i direkte konflikt med de dominerende teorier.
I undersøgelsen, ledet af Gauri Sharma og Paolo Salucci, fra SISSA, og af Glen Van der Vev, fra universitetet i Wien, undersøgte forskerne et stort antal galakser, lige fra dem, der er tættest på vores egen, som er mere end 7.000 milliarder år væk. fjernlys.
Ifølge forfatterne repræsenterer denne nye forskning et stort skridt fremad i vores forståelse af mørkt stof, det undvigende stof, som fysikere har forfulgt uden succes i årtier. Da det ikke udsender nogen stråling, kan mørkt stof ikke direkte detekteres med teleskoper. Men videnskabsmænd ved, at det er der på grund af de gravitationsmæssige virkninger, det forårsager i almindeligt stof, som vi kan se. Fire gange mere rigeligt end det materiale, der dannede stjerner og galakser, betragtes det mørke materiale som universets 'skelet'. Uden den kunne de galakser og store strukturer, som vi observerer, ikke eksistere.
"Deres dominerende tilstedeværelse i alle galakser," forklarer Gauri Sharma, "opstår af det faktum, at stjerner og brintgas bevæger sig, som om de var styret af et usynligt element." Og indtil nu har forsøg på at observere dette 'element' fokuseret på nærliggende galakser.
Sammenlign gamle galakser
"Men, fortsætter forskeren, "i dette studie forsøgte vi for første gang at observere og bestemme fordelingen af massen af spiralgalakser med samme morfologi som de nærmeste, men meget længere væk, op til en afstand på 7.000 millioner lysår.
Paolo Salucci tilføjer på sin side, at "ved at studere stjerners bevægelser i cirka 300 fjerne galakser, opdagede vi, at disse objekter også har en halo af stof, og at denne glorie faktisk har et mørkt område, hvor dens tæthed er konstant." Et træk, som jeg i øvrigt allerede havde observeret i nøgterne undersøgelser af nærliggende galakser, hvoraf nogle også var SISSA's arbejde.
Bliver større og større
Den nye undersøgelse har afsløret, at denne centrale region havde noget helt uventet og ikke forudset i den såkaldte 'standardmodel for kosmologi'. For Sharma, "som et resultat af kontrasten mellem egenskaberne af nærliggende og fjerne spiralgalakser, det vil sige mellem nuværende galakser og deres
forfædre fra syv årtusinder siden, var vi i stand til at se, at der ikke kun eksisterer et uforklarligt område med en konstant tæthed af mørkt stof i vores, men også at dets dimensioner øges med tiden, som om disse områder var genstand for en proces med kontinuerlig ekspansion og fortynding." Noget meget svært at forklare, hvis der, som forudsagt af den nuværende teori, ikke er nogen vekselvirkning mellem partiklerne af mørkt stof og partiklerne i almindeligt stof.
"I vores forskning - tilføjer Sharma - tilbyder vi bevis på en vekselvirkning mellem mørkt stof og almindeligt stof, der over tid langsomt bygger et område med konstant tæthed fra centrum af galaksen og udad." Men der er mere.
"Overraskende nok," forklarer Salucci, "denne region med konstant tæthed udvider sig over tid. Det er en meget langsom proces, men ubønhørlig. Den enkleste forklaring er, at tidligt, når galaksen dannes, matcher fordelingen af mørkt stof i den sfæriske glorie teoriens forudsigelse med en tæthedstoppe i midten. Efterfølgende blev der dannet en galaktisk skive, der karakteriserer spiralgalakser, omgivet af en ekstrem tæt glorie af skjulte materialepartikler. Over tid betyder den interaktionseffekt, vi foreslår, at disse partikler enten blev fanget af stjerner eller slynget ud til galaksens ydre rækkevidde, proportionalt med tiden, for til sidst at nå dem fra den galaktiske stjerneskive, som vi beskriver i papiret."
"Resultaterne af undersøgelsen - konkluderer Sharma - rejser vigtige spørgsmål for alternative scenarier, der beskriver mørkt stof partikler (bortset fra Lambda-CDM, den dominerende teori), såsom varmt mørkt stof, interaktivt mørkt stof og ultralet mørkt stof".
Ifølge forskerne tilbyder egenskaberne af galakser meget fjernt i rum og tid "kosmologer en rigtig indgang til endelig at høre mysterierne om mørkt stof."
