SN 0607

pano]

ama

C3

O

J Zderzenie, które wszystko wyjaśnia

NIEZBITY DOWOD NA ISTNIENIE CIEMNEJ MATERII. MICHAŁ ROZYCZKA

ROLĘ kosmicznego kamienia z Rosetty w rozwiązywaniu zagadki ciemnej materii odegrała olbrzymia gromada galaktyk 1E0657-558, leżąca w tle gwiazdozbioru Kilu. Na zdjęcie wykonane w świetle widzialnym astronomowie nałożyli zdjęcie rentgenowskie (różowy) i rekonstrukcję rozkładu ciemnej materii (niebieski). Pokazany obszar ma rozmiary 6x4 min lat świetlnych.

6 ŚWIAT NAUKI PAŹDZIERNIK 2006

Bilans masy we Wszechświecie nie zgadzał się już od dawna. Kosmiczne manko wykrył w 1933 roku pracujący w Stanach Zjednoczonych szwajcarski astronom Fritz Zwicky. Obserwując gromadę galaktyk Coma, która leży w odległości około 350 min lat świetlnych w tle gwiazdozbioru Warkocza Bereniki, zauważył, że zawiera ona kilkakrotnie mniej świecącej materii, niż wymagałoby tego jej pole grawitacyjne. W następnych latach podobny niedobór stwierdzono w innych gromadach i pojedynczych galaktykach. Ma go także nasza Droga Mleczna - jej pole grawitacyjne jest silniejsze od łącznego pola wszystkich znajdujących się w niej gwiazd i materii międzygwiazdowej. Okazało się też, że w skali gromad niedobór świecącej

materii jest znacznie większy niż w skali galaktyk.

Próbując wytłumaczyć tę zagadkę, astronomowie podzielili się na dwa obozy. Pierwszy, do którego należał sam Zwicky, postulował istnienie dziw nej formy materii, która nie świeci i nie wywiera ciśnienia, a ze zwykłą materią oddziałuje wyłącznie poprzez wytwarzane przez siebie pole grawitacyjne (to ono miałoby uzupełniać obserwowane braki). Z czasem ten hipotetyczny składnik Wszechświata zaczęto nazywać „ciemną materią”, choć bardziej odpowiedni byłby pewmie przymiotnik „niewidzialna”. Astronomowie z drugiego obozu zakładali z kolei, że jedynym źródłem grawitacji jest materia świecąca, a przyczyna obserwowanych rozbieżności tkwi w równaniach opisujących pole grawitacyjne, które ich zdaniem wymagały modyfikacji lub uzupełnienia.

Pierwszą teorię, która opisywała ruchy galaktyk w gromadach i gwiazd w' galaktykach bez odwoływania się do ciemnej materii, opracował w 1983 roku Mordehai Milgrom z Instytutu Weizmanna w Reho-vot w^r Izraelu [patrz: „Czy ciemna materia naprawdę istnieje?; Świat Nauki, październik 2002]. W 2004 roku Jacob Bekenstein z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie przedstawił jej wersję relatywistyczną, a kilka miesięcy temu Joel Brownstein i John Moffat z Perimeter Institute for The-oretical Physics w Waterloo w Kanadzie uzupełnili ją o efekty kwantowe. Jeszcze w kwietniu tego roku różne warianty zmodyfikowanej grawitacji były dyskutowane na konferencji naukowej w Edynburgu i nic nie zapowiadało rychłego obalenia tej koncepcji. Jej zwolennicy musieli jed-

NASA/STScl, Magellan/U Arizona/D. Clowe i wspólaut.; ZDJĘCIE RENTGENOWSKIE: NASAOC/CfAM. Markevitch ! wipółaut.; REKONTRUKCJA: NASA/STScl, ESO WFI. Ma_RellarVU Arizona/D.CIowe i współaut.