Ученые из Калифорнийского университета использовали сложные компьютерные симуляции для создания теста, доказывающего или опровергающего существование темной материи. Анализ показывает, что ответ скрывается в движении звезд в небольших спутниковых галактиках, вращающихся вокруг Млечного Пути.
Используя один из самых быстрых суперкомпьютеров в мире, исследователи смоделировали распределение материи в спутниковых карликовых галактиках. Это небольшие галактики, вращающиеся вокруг крупных, вроде Млечного Пути или Андромеды.
Исследователи сосредоточились на радиальном ускорении (RAR). В дисковых галактиках звезды перемещаются по круговым орбитам вокруг галактического центра. Заставляющее их менять направление ускорение вызвано притяжение материи. RAR описывает взаимосвязь между этим ускорением и тем, что вызвано лишь видимой материей. Оно дает представление о галактической структуре и распределении материи.
Впервые моделирование RAR карликовых галактик проводили с учетом наличия темной материи. Оказалось, что они ведут себя как уменьшенные версии более крупных галактик. Но что, если темной материи нет, а гравитация противоречит законам Ньютона? Тогда RAR карликовых галактик сильно зависит от их дистанции к родительской галактике, чего не происходит, если существует темная материя.
Это отличие превращает спутниковые галактики в мощные тесты для проверки наличия темной материи. В 2013 году запустили космический аппарат ЕКА Gaia, который может ответить на этот вопрос. Его создали для беспрецедентного изучения звезд в Млечном Пути и спутниковых галактиках. Данных много, поэтому на анализ уйдут годы.
Клей для галактик
Этот вопрос все еще остается наиболее актуальным в космологии. Существование темной материи предположили более 80 лет назад. Это сделал Фриц Цвикки, догадавшийся, что галактики движутся так быстро в скоплениях, что фактически удаляются друг от друга. Поэтому он выдвинул предположение о наличии невидимой материи, которая наделена достаточной гравитацией для сохранения галактик на их орбитах. В 1970-х гг. Вера Рубин заметила подобное явление в спиральных галактиках.
Сегодня большая часть научного мира убеждена в том, что темная материя занимает примерно 80% вселенской массы. Она не контактирует со светом, поэтому невидима для телескопов. Но ее теоретическое существование прекрасно вписывается в другие наблюдения, вроде распределения реликтового излучения. К тому же, она объясняет локацию и скорость формирования галактик. Но пока не удалось доказать ее существование, поэтому некоторые думают, что гравитация не соответствует общепринятым законам. Будущие открытия покажут, кто оказался прав.
