Ciemna materia to niewidzialna i zagadkowa substancja, która tworzy 27% całej materii i energii we Wszechświecie. Zwykła materia, z której zbudowane jest wszystko co nas otacza to tylko 5% Wszechświata. Reszta to ciemna energia, która jest powiązana z przyspieszaniem ekspansji Wszechświata.

Ani ciemna materia, ani ciemna energia nie zostały jeszcze bezpośrednio wykryte, chociaż próbuje się tego dowieść w licznych eksperymentach. Naukowcy są jednak przekonani, że ciemna materia istnieje – udało się zmierzyć jej ilość z większą dokładnością, niż dokładność rzędu 1%. Wiodąca teoria mówi, że ciemna materia jest „zimna” (to znaczy, że zbytnio się nie porusza) oraz „ciemna” (nie emituje światła ani z nim nie oddziałuje).

Zgodnie z obliczeniami przeprowadzonymi w 1990 roku oraz symulacjami przeprowadzonymi w ostatniej dekadzie uważa się, że ciemna materia może tworzyć ziarniste strumienie cząstek, które poruszają się z taką samą prędkością i orbitują wokół galaktyk podobnych do naszej Drogi Mlecznej.

Kiedy grawitacja wpływa na zimny gaz ciemnej materii podczas formowania się galaktyki, wszystkie cząstki kontynuują podróż z tą samą prędkością. Ale co się stanie, gdy jeden z takich strumieni zbliży się do planety, na przykład do Ziemi? Naukowcy przeprowadzili symulacje komputerowe, aby znaleźć odpowiedź na to pytanie. Kiedy strumień ciemnej materii przechodzi przez planetę, cząstki strumienia grupują się w bardzo gęsty filament, nazywany „włosem” ciemnej materii.

Powinno istnieć wiele takich wokół naszej Ziemi. Strumień zwykłej materii nie może przelecieć przez Ziemię i znaleźć się po drugiej stronie. Z punktu widzenia ciemnej materii Ziemia nie jest przeszkodą. Zgodnie z przeprowadzonymi symulacjami ziemska grawitacja może skupiać strumienie ciemnej materii w cienkie i gęste „włosy”.

„Włosy” wychodzące z planet mają korzenie (czyli gęste koncentracje cząstek ciemnej materii) oraz końcówki (czyli zakończenia „włosów”). Kiedy cząstki strumienia ciemnej materii przejdą przez ziemskie jądro, skupiają się w korzeniach włosów. Korzeń takiego włosa powinien znajdować się dwa razy dalej niż Księżyc.

Jeśli udałoby się nam wysłać w takie miejsce sondę, moglibyśmy otrzymać wiele danych o ciemnej materii. Jeszcze innym ciekawym faktem wynikającym z przeprowadzonych symulacji jest to, że zmiany gęstości wewnątrz Ziemi wpływają na gęstość „włosa” ciemnej materii. Badając zmiany gęstości „włosów” ciemnej materii, moglibyśmy dowiedzieć się więcej na temat wnętrza planet oraz księżyców, na przykład zmierzyć głębokość oceanu na lodowym księżycu.

Potrzebne są jednak dalsze badania, aby stało się to możliwe. Wraz z ich rozwojem zbliżymy się do rozwikłania tajemnicy ciemnej materii.

Autor

Marcin Kastek
Marcin Kastek

Miłośnik astronomii związany z Klubem Astronomicznym Almukantarat od 2014 roku.