Det ser ud som om mørkt stof kan varmes op og flyttes rundt

Se på en galakse, hvad ser du? Sandsynligvis mange stjerner. Også tåger. Og det er nok det. En hel flok stjerner og gas i en række farverige sortimenter; en fryd for øjet. Og begravet blandt disse stjerner, hvis du kiggede godt nok efter, du kan finde planeter, sorte huller, hvide dværge, asteroider, og alle mulige forskellige chunky odds og ender. Det sædvanlige galaktiske miljø.

Hvad du ikke ville se er, hvad det meste af den galakse virkelig er lavet af. Du ville ikke se det usynlige, det skjulte. Du ville ikke se hovedparten af ​​den galaktiske masse. Du ville ikke se det mørke stof.

Det mørke betyder mest

Mørkt stof er en hypotetisk form for stof, og i den hypotese svømmer du i den lige nu. Så vidt vi kan fortælle, baseret på årtiers forsigtighed, minutiøse observationer af alt fra bevægelsen af ​​stjerner i galakser til bevægelsen af ​​galakser i klynger til de tidlige øjeblikke af big bang til væksten af ​​struktur over hele universet (dvs. vi har arbejdet rigtig hårdt på dette), vores kosmos er ikke, hvad der synes på overfladen.

Hovedresultatet:de fleste af de rå ting i vores univers interagerer simpelthen ikke med lys. Dens sædvanlige navn er "mørkt stof, " men et bedre navn kan være usynlig sag. Vi er ikke helt sikre på, hvad det er (vi arbejder stadig på den bit), men det mørke stof ser ud til at være en slags mikroskopisk partikel, der oversvømmer enhver galakse, tilføre dem ekstra masse. Fordi dette mørke stof ikke interagerer med lys, det føles ikke noget med den elektromagnetiske kraft at gøre, hvilket betyder, at det simpelthen passerer gennem normalt stof uden at lægge mærke til eller bekymre sig en eneste smule.

Intets vægt

Så stærk som dette mørke stof er i forhold til at forklare dybe og forvirrende problemer i universet, det har nogle svagheder. Især, når astrofysikere kører computersimuleringer af galaksers vækst – sporer deres dannelse og udvikling i løbet af milliarder af år ved hjælp af al den kendte fysik, der går ind for at gøre en galakse til en galakse – opdager de, at det mørke stof har en tendens til virkelig, virkelig klumper op til uanstændigt høje tætheder i midten af ​​disse galakser.

Det er en fin og flot forudsigelse i sig selv, men det stemmer ikke helt overens med observationer. Selvom vi ikke direkte kan se det mørke stof (husk:usynligt), kan vi se dets virkninger på alt andet, inklusive normalt stof. Det mørke stof spiller måske ikke det elektromagnetiske spil, men det taler til tyngdekraften, fordi tyngdekraften er supervenlig og er i stand til at tale med hver eneste masse og energi i hele universet.

Så hvis du fylder en galakse med mørkt stof, og det mørke stof har en tendens til at klumpe sig meget i midten, så vil der være en masse vægt i midten af ​​galaksen, trække den omgivende gas ind. Når den gas komprimeres på kernen, det vil skrumpe og kollapse, udløser massive stjernedannelsesbegivenheder, dukker kuld af nye stjerner frem.

Med andre ord, galaksernes kerner burde have dynger på molekylære dynger af gas og stjerner. Og selvom galaktiske centre er meget rige steder, de er ikke så rige.

Konklusionen på, at den banale forudsigelse om opførsel af mørkt stof i galaktiske kerner er ikke hele historien. Da vi har så mange andre gode grunde til at tro, at mørkt stof er en ting, spørgsmålet bliver:hvad sparker det ud af kernen?

Ryster tingene op

Giv ti teoretiske fysik et problem, og de vil komme med et dusin løsninger. Og i tilfælde af "cuspiness" af mørke stofkerner, de har formået at poppe alle mulige sjove forklaringer frem. Måske er mørkt stof mere eksotisk, end vi troede, i stand til at interagere lidt med sig selv gennem en ny femte naturkraft, glatter sig ud i kernen. Måske er mørkt stof bare en smule naturligt varmt og energisk, og har svært ved at samle sig i centrum.

Hvor seje disse muligheder end er, måske er forklaringen noget mere hverdagsagtig. Det mørke stof kan påvirke adfærden af ​​normalt stof via tyngdekraften, og det samme gælder omvendt. Selvom de er væsentligt mindre omfangsrige end deres mørke modstykker, det almindelige stof i vores univers kan trække og trække og sprede alt andet, selvom det bare er en lille smule.

For nylig studerede et hold astronomer adskillige populationer af dværggalakser, hvor sammenhængen mellem mørkt og normalt stof lettest kunne undersøges. De brugte disse prøver til at jage efter ethvert forhold mellem stjernedannelse og central tæthed. I dette scenarie, hvis en galakse oplevede en masse nyere stjernedannelser, udløser eksplosive supernovavinde og andre temperamentsfulde udbrud, så ville det drive masser af normalt stof ud af kernen, og tyngdekraften ville gøre sit og trække noget af det mørke stof sammen med de normale ting.

Undersøgelsen fandt et spændende resultat:Dværggalakser med en masse nyere stjernedannelse ("nylige" er inden for de sidste seks milliarder år) havde jævnere centrale tætheder, mens deres mindre aktive søskende var meget mere omhyggelige i deres centre, favoriserer denne hypotese om, at normalt stof faktisk kan påvirke mørket. Selvom dette ikke helt løser gåden om mørkt stofs natur, det er et væsentligt skridt fremad.