Badania nad pierścieniami Einsteina potwierdzają pewną teorię

Naukowcy postanowili dogłębniej przyjrzeć się zjawisku tak zwanych pierścieni Einsteina. Powstają one w momencie, gdy światło podróżujące przez Wszechświat przechodzi przez masywny obiekt, na przykład galaktykę. Jego ścieżka zostaje zakrzywiona zgodnie z ogólną teorią względności Alberta Einsteina. Grawitacja masywnego obiektu zniekształca czas i przestrzeń wokół siebie. 

Powodem, dla którego naukowcy utrzymują, że ciemna materia musi istnieć, jest to, że skutki jej oddziaływania widoczne są w całym wszechświecie. Galaktyki zachowują się w określony sposób w związku z tym wpływem. Nazwa ciemna materia wzięła się stąd, że nie emituje ona światła, nie pochłania go ani nie odbija, co sprawia, że bardzo trudno jest ją wykryć. Naukowcy wysnuli dwie teorie dotyczące ciemnej materii. 

Po pierwsze ciemna materia to stosunkowo ciężkie postacie zwane słabo oddziałującymi masywnymi cząstkami (WIMP) bądź niezwykle lekkie cząstki zwane aksjonami. Teoretycznie WIMP powinny zachowywać się jak dyskretne cząstki, natomiast aksjony przyjmują formę bardziej fal, co jest związane ze zjawiskiem interferencji kwantowej. Do tej pory ciężko było odróżnić te dwie możliwości, jednak pewną wskazówkę dało zakrzywione światło wokół odległych galaktyk. 

Obserwowane przez naukowców pierścienie Einsteina dały pewną podpowiedź do tego, z czego składa się ciemna materia. Gdy patrzymy na odległą galaktykę i wszystkie pójdzie tak, jak powinno, możemy zaobserwować światło rozmazane w kółko wokół bliższej galaktyki. Jest to nazywane soczewkowaniem grawitacyjnym, a kręgi tworzą wspomniane już pierścienie Einsteina. Badając sposób, w jaki pierścienie lub inne soczewkowanie jest zniekształcone, naukowcy mogą dowiedzieć się o właściwościach halo ciemnej materii otaczającej galaktykę. 

Przyglądając się systemowi o nazwie HS 0810+2554, korzystając ze szczegółowego modelowania, naukowcy ustalili sposób, w jaki obraz byłby zniekształcony, gdyby ciemna materia była zbudowana z WIMP-ów, a jak gdyby złożona była z aksjonów. I to właśnie model aksjon odwzorowywał wszystkie cechy systemu. Według tych obserwacji i obliczeń naukowców to właśnie aksjony są pierwszym kandydatem na ciemną materię. Natomiast ich zdolność do wyjaśniania anomalii soczewkowania budzi nadzieję naukowców na dalsze odkrycia dotyczące natury wszechświata. Dzięki lepszemu zrozumieniu ciemnej materii naukowcy będą w stanie lepiej zrozumieć sposób, w jaki powstają galaktyki i zmieniają się w czasie.