Die detaillierteste Karte der Dunklen Materie des Universums enthüllt physikalisch widersprüchliche kosmische Hohlräume

Astronomen haben die bislang umfassendste Karte aller Zeiten erstellt Dunkle Materie im Universum.

Das ist keine leichte Aufgabe, wenn man bedenkt, dass dunkle Materie unsichtbar ist. Wissenschaftler wissen jedoch, dass dieser schattenhafte Cousin der regulären Materie existiert, da seine starken Gravitationskräfte ganze Galaxien zusammenziehen können.

Basierend auf Beobachtungen ihres Einflusses schätzen Astronomen, dass dunkle Materie ein Viertel des Universums ausmacht.

Die neue Karte ist das Ergebnis jahrelanger Arbeit einer Gruppe von 400 Wissenschaftlern aus sieben Ländern, bekannt als Dunkle Energie Umfrage (DES).

Sie richteten das Victor M. Blanco-Teleskop in Chile gen Himmel, um einen Blick auf Millionen von Galaxien zu werfen, die durch dunkle Materie miteinander verbunden sind. Die Verteilung dieser Galaxien und die Art und Weise, wie ihr Licht die Erde erreicht, können Astronomen Aufschluss darüber geben, wie viel dunkle Materie sich zwischen diesen Galaxien und unserem Planeten befindet.

In eine Reihe von Studien In der diese Woche veröffentlichten Studie zeigte das Team, dass das Universum mit riesigen, zusammengeballten Galaxienhaufen übersät ist – Regionen, in denen auch dunkle Materie dicht gepackt ist.

Aber ihre Karte, die von der Erde aus gesehen etwa ein Achtel des Himmels abdeckt, dokumentiert auch Teile des Universums, die nahezu frei von dunkler Materie und Galaxien sind.

Diese überfüllten und leeren Bereiche scheinen durch interstellares Gas in einem kosmischen Netz verbunden zu sein.

„Es zeigt uns neue Teile des Universums, die wir noch nie zuvor gesehen haben.“ „Wir können diese kosmische Netzstruktur wirklich sehen, einschließlich dieser riesigen Strukturen, die kosmische Hohlräume genannt werden, bei denen es sich um Regionen mit sehr geringer Dichte im Universum handelt, in denen es sehr wenige Galaxien und weniger Materie gibt“, sagte Niall Jeffrey, Kosmologe am University College London. erzählte dem Wächter .

Das Foto unten zeigt einen Ausschnitt der neuen Karte; Die Hohlräume sind schwarz, während die Galaxienhaufen leuchtend orange sind.

Eine vergrößerte Ansicht der Dunkle-Materie-Karte des Dark Energy Survey. (Zusammenarbeit bei der Dark Energy Survey)

Laut Jeffrey deuten die neuen Erkenntnisse darauf hin, dass die Schwerkraft in diesen Hohlräumen möglicherweise nicht auf die gleiche Weise funktioniert wie auf der Erde, was bedeuten würde, dass die Standardgesetze der Physik nicht gelten.

Licht von 226 Millionen Galaxien

Während dunkle Materie nicht beobachtbar ist, hilft die Kraft, die sie auf andere Dinge im Universum ausübt, Wissenschaftlern, sie zu entdecken.

Dunkle Materie beugt das Licht, das von anderen Galaxien auf die Erde trifft, ein wenig wie ein Kaleidoskop. Durch die Messung der Intensität dieser Verzerrung können Astronomen also berechnen, wie viel dunkle Materie sich zwischen uns und einer anderen Galaxie befindet und wie stark diese dunkle Materie zusammengedrückt ist.

Wenn das Licht einer Galaxie stark verzerrt ist, deutet dies darauf hin, dass die unsichtbare dunkle Materie, die sie verdeckt, dicht verklumpt ist.

(Zusammenarbeit bei der Dark Energy Survey)

Über: Die DES-Karte der Dunklen Materie (in Lila), überlagert mit einem Bild der Milchstraße.

Also untersuchten Jeffrey und sein Team, wie leicht es ist mehr als 226 Millionen Galaxien, sowohl in der Nähe als auch Milliarden Meilen entfernt, wurde verzerrt.

Sie nutzten das Teleskop, um zwischen 2013 und 2016 345 Nächte lang Bilder dieser Galaxien aufzunehmen, und verließen sich dann auf ein Programm der künstlichen Intelligenz, um diese Beobachtungen in ihre detaillierte Karte der Dunklen Materie umzusetzen.

Das Team sammelte in weiteren 413 Nächten Daten, bevor die Umfrage im Jahr 2019 endete, sodass DES-Wissenschaftler planen, eine noch größere, detailliertere Karte der Dunklen Materie zu erstellen unter Verwendung der restlichen Beobachtungen .

Die Karte deutet darauf hin, dass Einstein möglicherweise falsch lag

Nach der Relativitätstheorie von Albert Einstein hätte die Schwerkraft dazu führen sollen, dass Materiebrocken im Universum nach dem Tod auf vorhersehbare Weise verklumpten Urknall vor etwa 13 Milliarden Jahren.

Laut Jeffrey deutet die DES-Karte jedoch darauf hin, dass Einsteins Theorie möglicherweise bis zu einem gewissen Grad das Ziel verfehlt hat.

„Wenn man ins Universum blickt, ist die Materie nicht so klumpig wie erwartet – es gibt Hinweise darauf, dass sie glatter ist“, sagte Jeffrey Wächter .

„Es mag wie eine relativ kleine Sache erscheinen“, fügte er hinzu, „aber wenn diese Hinweise wahr sind, dann könnte das bedeuten, dass etwas mit Einsteins Theorie nicht stimmt.“ generelle Relativität , eine der großen Säulen der Physik.'

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Geschäftseingeweihter .

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