Het universum is niet alleen eindeloze uitgestrekte duisternis en triljoenen sterrenstelsels met vele miljarden sterren en vele miljarden planeten. In feite is alles hier veel gecompliceerder. Elk afzonderlijk genomen melkwegstelsel, evenals een afzonderlijk genomen cluster van melkwegstelsels, is verbonden met het zogenaamde gigantische intergalactische web, waarvan de onzichtbare draden zijn gemaakt van donkere materie. We begrijpen dat dit nogal moeilijk voor te stellen is, maar zeer recentelijk konden wetenschappers, dankzij een zeer slimme manier om de methode van gravitatielenzen te gebruiken, enkele van deze draden zien.
Door informatie over galactische groepen die als galactische lenzen fungeren te vergelijken met informatie over lichtbronnen die zich achter deze groepen bevinden, profiteerde een team van astronomen van de Canadese Universiteit van Waterloo van het vermogen van donkere materie om de ruimte te vervormen en konden ze zien wat voorheen niet te zien was.
Als we de krachtigste telescoop nemen en in de ruimte kijken, zal alles wat we direct zien slechts 5 procent uitmaken van het universum dat we waarnemen. Nog eens 68 procent is een soort energie. We weten er weinig van (zelfs de beste natuurkundigen van onze tijd kunnen het niet aan), maar we weten dat het bestaat dankzij het effect dat het heeft op de omringende ruimte. De wetenschap noemt deze kracht "donkere energie". Er is ook donkere materie, die goed is voor 27 procent van het universum dat we waarnemen. We weten ook praktisch niets over deze kwestie, maar nogmaals, we weten dat het bestaat, vanwege het feit dat het, net als donkere energie, de ruimte eromheen beïnvloedt. Het effect van blootstelling in beide gevallen is de zwaartekracht. De moeilijkheid bij het bestuderen van donkere materie is onder meerdat ze zich praktisch op geen enkele manier laat zien. Gewone materie met massa is in staat elektromagnetische straling af te geven of te absorberen, of op zijn minst in wisselwerking te staan met nucleaire krachten. Donkere materie is een ander geval. Ze beïnvloeden het omringende weefsel van het heelal alleen door hun zwaartekracht.
Voorheen konden wetenschappers alleen raden waar de clusters van donkere materie zich zouden kunnen bevinden. Berekeningen werden in de regel uitgevoerd door sterren en sterrenstelsels in kaart te brengen en vervolgens te bepalen welke massa ze zouden moeten hebben, rekening houdend met hun beweging en locatie in de ruimte van het heelal. De gegevens gaven aan dat gewone materie en donkere materie de neiging hadden naast elkaar te bestaan en vaak klonten vormen, wat wordt gesuggereerd door het opkomende halo-effect in de buurt van grote clusters van intergalactisch gas of stof. Bovendien is er altijd meer donkere materie in deze klonten voorspeld dan normaal. Niettemin weet de wetenschap ook dat donkere materie niet alleen klontjes vormt, maar zich ook uitstrekt tot zeer lange draden die het hele universum doordringen, als een spinnenweb. Melkwegstelsels klampen zich vaak vast aan deze strengenhet vormen van gigantische clusters van sterrenstelsels die niet alleen de ruimte maar ook de tijd uitrekken.
Maar weten over de aanwezigheid van donkere materie tussen zichtbare sterrenstelsels is één ding. Haar zien is iets heel anders.
"Al decennia lang hebben wetenschappers het bestaan van donkere materie-filamenten voorspeld tussen sterrenstelsels die als spinnenwebben fungeren en deze sterrenstelsels met elkaar verbinden", legt onderzoeker Mike Hudson uit.
“Maar het beeld dat we hebben is veel cooler dan conventionele voorspellingen. Dit is wat we kunnen zien en meten."
Wanneer licht door materie met een grote massa gaat, zoals een melkwegstelsel, begint het licht te vervormen onder invloed van zwaartekrachten. Door verschillende afbeeldingen van 23.000 sterrenstelsels te vergelijken die zich op ongeveer 4,5 miljard lichtjaar afstand bevinden, zijn astronomen in staat geweest een relatief gedetailleerde kaart samen te stellen van de filamenten van donkere materie die deze sterrenstelsels verenigen. Bovendien konden wetenschappers niet alleen de aanwezigheid van deze filamenten vaststellen, maar ook enkele van hun kenmerken ontdekken.
Promotie video:
"We waren niet alleen in staat om de aanwezigheid van deze donkere materie-filamenten op te merken, maar ook om enkele kenmerken van deze dekvloeren te ontdekken", aldus de wetenschappers.
De sterkste filamenten van donkere materie worden bijvoorbeeld gevonden tussen clusters van sterrenstelsels die minder dan 40 miljoen lichtjaar van elkaar verwijderd zijn.
In de toekomst kan het toevoegen van deze gegevens aan bestaande modellen en kaarten van donkere materie ons aanvullende informatie geven over deze mysterieuze substantie en mogelijk zelfs onze kennis over de evolutie van het heelal uitbreiden.
NIKOLAY KHIZHNYAK
