Тъмната енергия – „операционна система” на Вселената

Може ли тъмната енергия да е „операционна система“ на Вселената? Том Бродхърст от отдела по теоретична физика UPV/EHU смята, че да.

Заедно с учени от Националния университет на Тайван той е предложил ново обяснение на образуването на галактики и структури във Вселената.

Работата на изследователите е публикувана в изданието Nature Physics, а изводите ѝ контрастират със свежите данни, предоставени от космическия телескоп „Хъбъл“.

В космологията студената тъмна материя е форма на материята, чиито частици се движат по-бавно в сравнение със светлината и слабо взаимодействат с електромагнитното лъчение.

Смята се, че нищожно малка част от материята във Вселената се явява барионна материя (4,9% по последни данни на телескопа Planck), от която са се образували звездите, планетите и живите организми. Останалото е представено от тъмната материя и тъмната енергия.

Теорията за студена тъмна материя помага да се обясни как се е развивала Вселената от своето първоначално състояние до сегашното разпределяне на галактики и купове, структурата на Вселената на големи мащаби.

Във всеки случай тази теория не може удовлетворително да обясни някои наблюдения. Последното изследване на Бродхърст и колегите му хвърля нова светлина върху тази гледна точка.

Както обяснява самият изследовател, „ръководейки се от началното моделиране на образуването на галактиките в този контекст, ние отново интерпретирахме студената тъмна материя като кондензат на Бозе–Айнщайн“. По такъв начин „ултралеките бозони, образуващи кондензата, правят една квантова вълнова функция, затова моделите на смущения се формират на астрономически мащаби във вид на големомащабни вълни“.

Тази теория позволява да се предположи, че всички галактики в този контекст следва в своите центрове да притежават големи стационарни вълни тъмна материя – солитони, което би могло да обясни загадъчното поведение на ядрата на обикновените галактики джуджета.

На изображението горе е показано сравнение на радиалните профили на плътността на галактики, които учените изобразили със солитони в центъра на всяка галактика и заобикалящото я хало. Солитоните в по-малките галактики са по-широки, но притежават по-малка маса.

На изображението вляво долу е показано, че ако се сравни, разпределянето на материята в големи мащаби – между вълните тъмна материя – прилича на разпределението на материята с обичайните частици тъмна материя.

Изображението вдясно показва, че в галактиките тази структура се отличават в зависимост от интерпретацията на вълните. Изследването предсказва, че солитонът тъмна материя в центъра е заобиколен от обширно хало тъмна материя във формата на голямо „петно“, което представлява бавно флуктуиращи плътни вълни. Такова предположение би трябвало да реши проблема с ядрата на малките галактики.

Изследването също позволява да се предположи, че галактиките в такъв контекст са се образували относително късно, ако се сравнява с интерпретацията с отчитане на стандартни частици студена тъмна материя.

Сега учените сравняват своите прогнози с наблюденията, направени от космическия телескоп „Хъбъл“, а резултатите може да са доста интересни. Не се изключва възможността, че тъмната материя може да е доста студена квантова течност, която управлява формирането на структурите по цялата Вселена.