Загадочная невидимая масса во Вселенной подчиняется гравитационным законам так же, как и обычное вещество.
Темная материя подчиняется тем же физическим законам, что и обычное вещество, сообщает Nature Communications. Ученые пришли к такому заключению на основании наблюдений за скоплениями галактик.
Темная материя представляет собой гипотетическое вещество, которое формирует огромную скрытую массу во Вселенной. Астрофизики начали подозревать о ее существовании, когда научились вычислять «вес» галактик: оказалось, что гравитация всей видимой материи и черными дырами не достаточна для удержания их структур. Проще говоря, любая галактика давно разрушилась бы, если бы не существовало невидимого, значительно более массивного объекта, который служит для нее «каркасом».
Таким образом, согласно современным представлениям, видимая, светящаяся часть любой галактики является лишь небольшой «верхушкой» гигантского «айсберга», а точнее, «жемчужиной» в «раковине» темной материи.
Поскольку эта гипотетическая материя обладает столь мощной гравитацией, а значит, и массой, ученые предполагают, что она представляет собой вещество. Однако вводит в заблуждение тот факт, что это «вещество» никак не проявляет себя и не взаимодействует с обычным. Кроме гравитации, существуют также электромагнитные, а также сильные и слабые ядерные взаимодействия, но темная материя им неподвластна.
Есть версия, что на самом деле она подчиняется еще одной, неизвестной пятой силе. Ученые решили проверить это с помощью галактик: если они удерживаются на темной материи, то по их «поведению» можно судить и о ней. Исследователи изучили их взаимное движение в галактических скоплениях, чтобы вычислить, насколько быстро они притягиваются к общему центру гравитации — в «гравитационную яму».
Учёные также наблюдали множество примеров так называемого гравитационного линзирования — удивительного эффекта, создаваемого галактиками, их скоплениями и любыми массивными объектами. Они формируют вокруг себя невидимую сферу искривленного пространства-времени, что становится очевидным в тот момент, когда с точки зрения наблюдателя за ними оказывается какая-то другая, более удаленная галактика — свет от нее изогнут вокруг этой сферы, и поэтому она чаще всего выглядит искривленной в дугу и многократно увеличенной.
Эти линзы демонстрируют, насколько «глубоки» гравитационные «колодцы» в галактических скоплениях, а движение в них позволяет понять, насколько эффективно гравитация управляет ими. Если бы эти «показатели» не совпадали, можно было бы заподозрить, что силе притяжения противодействует или, наоборот, помогает какая-то другая сила.
Выяснилось, что расхождения практически отсутствуют — статистически они близки к нулю. Таким образом, гравитация воздействует на темную материю в такой же степени, как и на обычную. Однако не исключено, что «пятая сила» все же существует, но она не в состоянии преодолеть гравитацию и поэтому остается незамеченной.
Фото: hi-tech.mail.ru