Postrzegamy ciemną materię jako tajemniczą i nieuchwytną substancję we Wszechświecie, działającą grawitacyjnie na Drogę Mleczną i inne galaktyki. Niedawno jednak naukowcy dowiedzieli się, że we wczesnym wszechświecie ciemna materia miała znacznie mniejszy wpływ niż sądziliśmy.
Naukowcom udało się odkryć, że 10 miliardów lat temu w galaktyce przeważała normalna (barionowa) materia, reprezentowana w postaci pyłu, gazu, gwiazd, planet i innych znanych obiektów w przestrzeni kosmicznej.
Teraz ciemna materia, która nie emituje, nie pochłania ani nie odbija światła, ma silny wpływ na nasz Wszechświat. Jest w kontakcie z normalną materią poprzez grawitację i jest odpowiedzialny za prędkość rotacji galaktyk spiralnych.
Zespół naukowców postanowił użyć teleskopów do pomiaru krzywych rotacji 6 masywnych galaktyk. Ponieważ znajdowały się one daleko, obserwacja ich przypominała efekt czasu kręcenia 10 miliardów lat temu, kiedy właśnie formowały się gwiazdy.
Mapa zawiera obserwacje 6 odległych galaktyk. Rozkład całkowitej jasności powierzchni jest pokazany po lewej stronie, a mapa prędkości po prawej stronie. Galaktyki pokazują schemat rotacji: niebieskie obszary przesuwają się w kierunku obserwatora, a czerwone od niego
Można było zauważyć, że we wczesnych galaktykach zewnętrzne obszary obracały się wolniej niż centralne. Wskazuje to na obecność mniejszej ilości ciemnej materii niż oczekiwano. Tak więc jej rola była również mniej znacząca. Ponadto wczesne galaktyki były bardziej turbulentne niż nowoczesne galaktyki spiralne. Zostało to potwierdzone w dwóch dalszych badaniach, w których zbadano 240 galaktyk z formowaniem się gwiazd.
Okazuje się, że po 3-4 miliardach lat po wydarzeniu Wielkiego Wybuchu gaz w galaktykach skondensował się w płaskie wirujące dyski, a wokół nich koncentrowały się duże halo ciemnej materii. Wcześniej te aureole były bardziej powszechne, ale po miliardach lat ciemna materia skondensowała się i teraz ma silny wpływ na rotację wielu współczesnych galaktyk, takich jak Droga Mleczna.
Model dystrybucji ciemnej materii we wszechświecie jest 13,6 miliarda lat temu.
Wyniki te prowadzą do trzech ważnych założeń. Po pierwsze, ponieważ normalna materia była bardziej wpływowa we wczesnej przestrzeni, dzisiejsze galaktyki mają regiony centralne bogate w normalną materię.
Po drugie, można założyć, że wiatry emanujące z centrum galaktyki mogą zmienić rozkład ciemnej materii.
Po trzecie, obecna hipoteza ciemnej materii może być niepoprawna. Być może cząstka ciemnej materii jest lżejsza, nie jest wcale cząstką lub wygląda jak czarne dziury.
Zespół widział pierwsze wskazówki dotyczące krzywych rotacji spadających galaktyk 8 lat temu. Dane sugerowały, że ciemna materia nie miała tak dużego wpływu na wczesny Wszechświat. Naukowcy nadal gromadzili dowody, wykorzystując dane z innych galaktyk. W przyszłości naukowcy planują zbadać galaktyki o mniejszych masach, aby lepiej zrozumieć pochodzenie naszego Wszechświata.
