„ბრძოლა“ ბნელ მატერიასთან

განახლდა: 23/06/2026

 გალაქტიკათა გროვა „ტყვია“ (Bullet Cluster) დიდხანს მიიჩნეოდა ბნელი მატერიის არსებობის ერთ-ერთ მთავარ მტკიცებულებად. ახლა კი მეცნიერებმა განაცხადეს, რომ „დაკარგული“ მასის ნაწილი შესაძლოა სულაც არ იყოს ეგზოტიკური სუბსტანცია, არამედ ჩვეულებრივი ნივთიერება, რომელიც ასტრონომებმა აქამდე სათანადოდ ვერ შეაფასეს. ეს აღმოჩენა არ აუქმებს ბნელი მატერიის არსებობას, თუმცა შეუძლია შეცვალოს წარმოდგენა იმის შესახებ, თუ რა როლს ასრულებს ის სამყაროს უმსხვილესი სტრუქტურების ფორმირებაში.

 ბნელი მატერია არის მატერიის ჰიპოთეზური, უხილავი ფორმა, რომელიც მხოლოდ გრავიტაციული ურთიერთქმედებით ამჟღავნებს თავს. მისი არსებობის დაშვება გამოწვეულია გალაქტიკების შემადგენელი ვარსკვლავების იმაზე მეტი სიჩქარეებით მოძრაობა, ვიდრე ამას ხილული, ჩვეულებრივ მატერიის გრავიტაციული ზემოქმედება გამოიწვევდა (მოუხელთებელი ბნელი მატერია).

 გალაქტიკათა გროვა „ტყვია“ ორი მსხვილი გალაქტიკათა გროვის შეჯახების შედეგად ჩამოყალიბდა. რენტგენის დიაპაზონში დაკვირვებებით ჩანს, რომ ცხელი გაზი – სისტემის მთავარი ხილული მასა – აცდენილია იმ არეებს, სადაც გრავიტაციული ლინზირება მასის ყველაზე დიდ კონცენტრაციაზე მიუთითებს. სწორედ ამ აცდენას უწოდებდა ბევრი მეცნიერი ბნელი მატერიის არსებობის თითქმის პირდაპირ მტკიცებულებას.

 გრავიტაციული ლინზირება არის დამკვირვებელსა და შორეულ გალაქტიკებს შორის მდებარე მასიური ობეიქტების მიერ სინათლის გადახრის ეფექტი (სივრცე-დროის გამრუდებით), ბუნებრივი ლინზა, რომელიც ამ შორეული გალაქტიკების სინათლეს აფოკუსირებს, შესაბამისად, აძლიერებს.

 ჩვეულებრივი ნივთიერების მასის აქამდე არსებული შეფასებების სისწორის შესამოწმებლად, ასტრონომებმა გამოიყენეს IGIMF (საწყისი მასის ინტეგრირებული ფუნქცია მთელი გალაქტიკის მასშტაბით) თეორია, რომელიც 2002 წლიდან მუშავდება. ის აღწერს გალაქტიკებში ფორმირებული ვარსკვლავების მასების განაწილებას და საშუალებას იძლევა შეფასდეს როგორც ამჟამად არსებული მნათობების, ისე მათი კომპაქტური ნარჩენების – თეთრი ჯუჯების, ნეიტრონული ვარსკვლავებისა და შავი ხვრელების წვლილი.

 სწორედ ჩვეულებრივი ნივთიერების ამ „ფარულ“ მარაგს შეუძლია გროვის მასაში გაცილებით დიდი წვლილი შეიტანოს, ვიდრე მიიჩნეოდა. ამ შესაძლებლობაზე მიუთითებს გალაქტიკებსა და გალაქტიკათშორის გაზში მძიმე ელემენტების მაღალი კონცენტრაციაც. არსი იმაში მდგომარეობს, რომ წარსულში მნიშვნელოვანი ქიმიური გამდიდრებისთვის ბევრი მასიური ვარსკვლავი უნდა არსებულიყო, დღეს კი მათი უამრავი კომპაქტური ნარჩენი უნდა ფიქსირდებოდეს.

 ჰიპოთეზის შესამოწმებლად, საერთაშორისო კვლევითმა ჯგუფმა ბონის უნივერსიტეტის (გერმანია) მეცნიერის, დუნ ჯანის (Dong Zhang) ხელმძღვანელობით, გააანალიზა კოსმოსური ტელესკოპის, „ჯეიმს ვების“ მიერ მოწოდებული მონაცემები, გროვის გალაქტიკების კატალოგი, ცხელი გაზისა და შიდაკლასტერული სინათლის – ცალკეულ გალაქტიკებთან დაუკავშირებელი ვარსკვლავების სუსტი ნათების – განაწილება. ამის შემდეგ მეცნიერებმა ხელახლა გამოთვალეს მთელი ჩვეულებრივი მატერიის მასა გროვის სამ ცენტრალურ არეში.

 მიღებული შედეგები შეადარეს იმ მასის შეფასებებს, რომელიც საჭიროა დამზერილი გრავიტაციული ლინზირების ასახსნელად გრავიტაციის ალტერნატიული ჰიპოთეზის – MOND-ის ფარგლებში. ასტრონომებმა დაადგინეს, რომ ჩვეულებრივი ნივთიერების გამოთვლილი მასა კარგად ეთანხმება ამ მოდელით მოთხოვნილ მასას. შეგახსენებთ, რომ MOND ჰიპოთეზა უშვებს, რომ ბნელი მატერიისთვის მიწერილი დამზერილი ეფექტების ნაწილი შესაძლოა აიხსნას იმით, რომ ძალიან დიდ კოსმოსურ მასშტაბებზე გრავიტაცია სხვაგვარად იქცევა, ვიდრე ამას კლასიკური თეორია წინასწარმეტყველებს ( მოდიფიცირებული ნიუტონის დინამიკა MOND).

 MOND-ი წარმოდგენილი იქნა 1983 წელს, ებრაელი ფიზიკოსის, მორდეჰაი მილგრომის მიერ. ამ მოდელის თანახმად, აჩქარების მცირე მნიშვნელობებისას გრავიტაციული ეფექტის ხასიათი გაცილებით ძლიერ ვლინდება, ვიდრე ამას ნიუტონის ტრადიციული კანონები აღწერს. ყველაფერ ამის გვერდითი ეფექტი ისაა, რომ გარკვეულ სივრცეში ობიექტების მოძრაობა არა მარტო ამ ობიექტების მასაზეა დამოკიდებული, არამედ ამ სივრცეში არსებული ყველა ობიექტის ჯამურ მასაზე. ეს მოვლენა გარე ველის ეფექტის სახელით არის ცნობილი (external field effect, EFE).

 ყველა შესწავლილ არეში ლინზირებაზე დაკვირვებებიდან მიღებული მნიშვნელობები IGIMF-ის გამოთვლებით მიღებულ ორ ვარიანტს შორის აღმოჩნდა, უფრო კონსერვატულ სცენარსა და გალაქტიკების ქიმიური გამდიდრების სცენარს, შორის.

 ეს არ ნიშნავს, რომ ბნელი მატერიის არსებობა უარყოფილია. ავტორებმა აღნიშნეს, რომ აუცილებელია ვარსკვლავური ნარჩენების განაწილებისა და დინამიკის უკეთ გაგება, ასევე გროვის გალაქტიკების ქიმიური შემადგენლობის დაზუსტება. გარდა ამისა, სტანდარტული კოსმოლოგიური მოდელის (ΛCDM) ფარგლებში დამატებითი უხილავი მასა კვლავინდებურად საჭიროა დაკვირვებების სრულად ასახსნელად. ამასთან, მიღებული შედეგები კონკრეტულად MOND მოდელს ეხება.

 ΛCDM (ლამბდა სი-დი-ემ) – ლამბდა-ცივი ბნელი მატერია, თანამედროვე კოსმოლოგიური მოდელია, რომელშიც სივრცობრივ-ბრტყელი სამყარო ჩვეულებრივ მატერიასთან ერთად, ბნელი ენერგიითა (აღიწერება კოსმოლოგიური მუდმივა ლამბდათი აინშტაინის განტოლებებში) და ცივი ბნელი მატერიით არის შევსებული. ამ მოდელის მიხედვით, სამყაროს ასაკი 13,82 მილიარდი წელია.

 ჟურნალ Physical Review D-ში გამოქვეყნებულმა სამეცნიერო ნაშრომის შედეგებმა გალაქტიკათა გროვა „ტყვიაზე“ ახლებურად შეხედვა შემოგვთავაზა. საბოლოო ჯამში, ის შესაძლოა არ იყოს ბნელი მატერიის არსებობის ისეთი ცალსახა მტკიცებულება, როგორადაც ათწლეულების განმავლობაში მიიჩნეოდა (ბნელი მატერია).