Lënda e errët, materiali i padukshëm që përbën pjesën dërrmuese të masës së universit, mund të grumbullohet në atome, tregojnë simulimet e reja. Këto "atome të errëta" mund të ndryshojnë rrënjësisht evolucionin e galaktikave dhe formimin e yjeve, duke u dhënë astronomëve një mundësi të re për të kuptuar këtë substancë misterioze.
Lënda e errët përbën më shumë se 80% të masës së çdo galaktike dhe grumbulli galaktikash në univers. Të gjitha vëzhgimet tona tregojnë se materia e errët është një lloj i ri grimcash që nuk ndërvepron me materien e zakonshme apo edhe me dritën. Ne mund ta identifikojmë materien e errët vetëm përmes ndërveprimit të saj gravitacional me gjithçka tjetër. Cilado qoftë materia e errët, ajo është përtej të kuptuarit tonë modern të fizikës. Por ajo ende ka masë, dhe për këtë arsye gravitet.
Ne nuk e dimë ende nëse materia e errët është e thjeshtë apo komplekse. Ai mund të përbëhet nga vetëm një lloj grimce që dominon universin dhe vështirë se ndërvepron edhe me vetveten. Ose mund të përbëhet nga disa lloje grimcash, me të njëjtën shumëllojshmëri të pasur që shohim në lëndën e zakonshme. Për më tepër, ne njohim vetëm katër forca themelore të natyrës: gravitetin, elektromagnetizmin, ndërveprimin e fortë bërthamor dhe ndërveprimin e dobët bërthamor. Por mund të ketë forca shtesë që veprojnë vetëm midis grimcave të materies së errët dhe nuk ndikojnë fare në lëndën normale.
Koncepti i grimcave shtesë të materies së errët dhe forcave të errëta nuk është aq i largët sa mund të duket. Kuptimi ynë i fizikës bazohet në simetritë, të cilat janë marrëdhënie të thella matematikore midis grimcave. Është e mundur që ka simetri shtesë në ligjet e natyrës që e bëjnë materien e errët homologe të materies normale, dhe se për çdo lloj ndërveprimi që mund të përfshihet materia normale, ekziston një homolog në sektorin e errët.
Për shembull, nga lënda e zakonshme mund të ndërtojmë atome të thjeshta: një proton dhe një elektron, të lidhur me njëri-tjetrin, me një foton, bartësin e forcës elektromagnetike, që ndërmjetëson ndërveprimin. Mund të kemi gjithashtu një version të së njëjtës strukturë të materies së errët, me një proton të errët të lidhur me elektronet e errëta nga fotonet e errëta: atomet e errëta.
Lënda e errët atomike do të sillet shumë më ndryshe se materia e errët e përbërë nga vetëm një grimcë. Më e rëndësishmja, do të ishte shumë e vështirë që materia e thjeshtë e errët të grumbullohej së bashku, dhe kjo do ta bënte ngadalë, gjatë qindra miliona viteve. Lënda e zakonshme mblidhet në këto grumbullime të lëmuara të materies së errët për të formuar galaktika, por përndryshe ato bëjnë jetë të ndara. Megjithatë, lënda e errët atomike mund të formojë galaktikat e veta hije – struktura të ngjashme me disqet që imitojnë madhësinë dhe vendndodhjen e galaktikave të dukshme.
Një ekip astrofizikanësh përdori këtë mundësi intriguese për të modeluar evolucionin e galaktikave dhe për të parë se çfarë dallimesh të vëzhguara mund të lindin. Ata lejuan që materia e errët atomike të evoluonte sipas forcave të veta dhe më pas hetuan se si këto struktura të reja do të ndikonin në galaktikat e dukshme përmes organizimit të ri të gravitetit. Ata publikuan rezultatet e tyre në një bazë të dhënash paraprintimi në internet në prill arXiv.
Studiuesit zbuluan se edhe një sasi e vogël e materies së errët atomike - vetëm 6% e të gjithë materies së errët në univers, pa përfshirë pjesën tjetër - është e mjaftueshme për të ndryshuar rrënjësisht evolucionin e galaktikave. Për shkak se lënda e errët atomike është e aftë të ndërveprojë, ajo mund të kondensohet lehtësisht, duke humbur energji përmes emetimit të një forme të rrezatimit të errët. Simulimet treguan se një "disk i errët" shfaqet shpejt brenda çdo galaktike, rrotullimi i të cilit përputhet ngushtë me rrotullimin e komponentëve të dukshëm, normalë.
Nga atje, materia e errët atomike vazhdoi të kondensohej, ashtu si gazi normal kondensohet në re dhe përfundimisht në yje. Në simulim, materia e errët atomike formoi yjet e saj të errët dhe madje mund të shkaktonte formimin e vrimave të zeza të veta. Këto grumbuj më pas u fundosën në bërthamën galaktike, ku dendësia u rrit.
Për shkak të kësaj graviteti shtesë, formimi i yjeve në bërthamat e galaktikave përshpejtohet, duke formuar yje shumë më shpejt se galaktikat me lëndë të thjeshtë të errët. Këto simulime në fakt përjashtuan disa modele të materies së errët atomike, sepse ato modele bënë që galaktikat e tyre të mbaronin shumë shpejt nga materiali i ri i formimit të yjeve.
Por disa modele i kanë mbijetuar kufijve aktualë të vëzhgimeve, duke lejuar mundësinë e mëtejshme të ekzistencës së materies së errët atomike. Studiuesit shpresojnë se studimet e mëtejshme teorike dhe eksperimentale do të hedhin dritë mbi besueshmërinë e kësaj forme intriguese të materies ekzotike. Për shembull, për shkak se lënda e errët atomike kondensohet në mënyrë kaq efikase, ne mund të jemi në gjendje të zbulojmë grumbullime të dendura të ngjashme me yjet me studimet e ardhshme të mikrolensimit gravitacional duke përdorur teleskopin hapësinor Nancy Grace të NASA-s në Romë.
Lexoni gjithashtu: