Yeni simulyasiyalar göstərir ki, kainatın kütləsinin böyük əksəriyyətini təşkil edən görünməz material olan qaranlıq maddə atomlara birləşə bilir. Bu “qaranlıq atomlar” qalaktikaların təkamülünü və ulduzların əmələ gəlməsini kökündən dəyişə bilər, astronomlara bu sirli maddəni başa düşmək üçün yeni imkan yaradır.
Qaranlıq maddə kainatdakı hər qalaktika və qalaktika klasterinin kütləsinin 80%-dən çoxunu təşkil edir. Bütün müşahidələrimiz onu göstərir ki, qaranlıq maddə adi maddə ilə və hətta işıqla qarşılıqlı əlaqədə olmayan yeni növ hissəcikdir. Qaranlıq materiyanı yalnız onun hər şeylə cazibə qüvvəsi ilə qarşılıqlı əlaqəsi ilə müəyyən edə bilərik. Qaranlıq maddə nə olursa olsun, müasir fizika anlayışımızdan kənardadır. Ancaq yenə də kütləsi var və buna görə də cazibə qüvvəsi var.
Qaranlıq maddənin sadə və ya mürəkkəb olduğunu hələ bilmirik. O, kainata hakim olan və özü ilə belə çətin qarşılıqlı əlaqədə olan yalnız bir növ hissəcikdən ibarət ola bilər. Yaxud adi maddədə gördüyümüz eyni zəngin müxtəlifliyə malik bir neçə növ hissəcikdən ibarət ola bilər. Bundan əlavə, biz təbiətin yalnız dörd əsas qüvvəsini bilirik: cazibə qüvvəsi, elektromaqnetizm, güclü nüvə qarşılıqlı əlaqəsi və zəif nüvə qarşılıqlı təsiri. Ancaq yalnız qaranlıq maddə hissəcikləri arasında hərəkət edən və normal maddəyə heç təsir etməyən əlavə qüvvələr ola bilər.
Əlavə qaranlıq maddə hissəcikləri və qaranlıq qüvvələr anlayışı göründüyü qədər uzaqgörən deyil. Fizika anlayışımız hissəciklər arasında dərin riyazi əlaqələr olan simmetriyalar üzərində qurulub. Mümkündür ki, təbiət qanunlarında qaranlıq materiyanı normal maddənin qarşılığı edən əlavə simmetriyalar var və normal maddənin daxil ola biləcəyi hər növ qarşılıqlı təsir üçün qaranlıq sektorda bir qarşılıq var.
Məsələn, adi maddədən sadə atomlar qura bilərik: bir-birinə bağlı olan proton və elektron, qarşılıqlı təsirdə vasitəçilik edən elektromaqnit qüvvəsinin daşıyıcısı olan fotonla. Eyni qaranlıq maddə quruluşunun bir versiyasına da sahib ola bilərik, qaranlıq proton qaranlıq elektronlara qaranlıq fotonlarla bağlanır: qaranlıq atomlar.
Atom qaranlıq maddə yalnız bir hissəcikdən ibarət qaranlıq maddədən çox fərqli davranacaq. Ən əsası, sadə qaranlıq maddənin bir yerə yığılması çox çətin olardı və bunu yüz milyonlarla il ərzində yavaş-yavaş edərdi. Adi maddə qalaktikalar əmələ gətirmək üçün qaranlıq maddənin bu hamar yığınlarında toplanır, lakin onlar ayrı həyat tərzi keçirirlər. Bununla belə, atom qaranlıq maddə öz kölgə qalaktikalarını yarada bilər - görünən qalaktikaların ölçüsünü və yerini təqlid edən disk kimi strukturlar.
Astrofiziklər qrupu qalaktikaların təkamülünü modelləşdirmək və müşahidə olunan fərqlərin nədən ibarət ola biləcəyini görmək üçün bu maraqlı imkandan istifadə edib. Onlar atom qaranlıq materiyasının öz qüvvələrinə uyğun təkamül etməsinə icazə verdilər və sonra bu yeni strukturların yeni cazibə təşkilatı vasitəsilə görünən qalaktikalara necə təsir edəcəyini araşdırdılar. Nəticələrini aprel ayında onlayn preprint verilənlər bazasında dərc etdilər Arxiv.
Tədqiqatçılar müəyyən etdilər ki, hətta kiçik bir atom qaranlıq maddəsi - qalanları daxil olmaqla, kainatdakı bütün qaranlıq maddənin yalnız 6% -i qalaktikaların təkamülünü kökündən dəyişdirmək üçün kifayətdir. Atom qaranlıq materiya qarşılıqlı təsir göstərə bildiyi üçün o, asanlıqla kondensasiya oluna bilər və hansısa formada qaranlıq radiasiya emissiyası ilə enerji itirə bilər. Simulyasiyalar göstərdi ki, hər bir qalaktikanın içərisində tez bir zamanda "qaranlıq disk" peyda olur, onun spini görünən, normal komponentlərin spininə yaxından uyğun gəlir.
Normal qazın buludlara və nəhayət ulduzlara çevrilməsi kimi, oradan da atom qaranlıq maddə kondensasiyasına davam etdi. Simulyasiyada atom qaranlıq maddə öz qaranlıq ulduzlarını meydana gətirdi və hətta öz qara dəliklərinin yaranmasına səbəb ola bilərdi. Bu yığınlar daha sonra sıxlığın artdığı qalaktika nüvəsinə batdı.
Bu əlavə cazibə qüvvəsi səbəbindən qalaktikaların nüvələrində ulduz əmələ gəlməsi sürətlənir, sadə qaranlıq maddəyə malik qalaktikalardan daha sürətli ulduzlar əmələ gəlir. Bu simulyasiyalar əslində atom qaranlıq maddənin bəzi modellərini istisna etdi, çünki bu modellər qalaktikalarında yeni ulduz əmələ gətirən materialın çox tez tükənməsinə səbəb oldu.
Lakin bəzi modellər müşahidələrin mövcud hədlərini keçərək atom qaranlıq maddəsinin mövcudluğunun daha da mümkünlüyünü təmin etdi. Tədqiqatçılar ümid edirlər ki, gələcək nəzəri və eksperimental tədqiqatlar ekzotik maddənin bu maraqlı formasının inandırıcılığına işıq salacaq. Məsələn, atomik qaranlıq maddə çox səmərəli şəkildə sıxlaşdığı üçün biz NASA-nın Romadakı Nensi Qreys Kosmik Teleskopundan istifadə edərək gələcək qravitasiya mikrolinzinq tədqiqatları ilə ulduza bənzər sıx yığınları aşkar edə bilərik.
Həmçinin oxuyun: