Wetenschappers van de Universiteit van Californië gebruikten geavanceerde computersimulaties om een test te maken om het bestaan van donkere materie te bewijzen of te weerleggen. De analyse laat zien dat het antwoord ligt in de beweging van sterren in kleine satellietstelsels rond de Melkweg.
Met behulp van een van de snelste supercomputers ter wereld modelleerden onderzoekers de verdeling van materie in satellietdwergsterrenstelsels. Dit zijn kleine melkwegstelsels die draaien rond grote, zoals de Melkweg of Andromeda.
De onderzoekers richtten zich op radiale versnelling (RAR). In schijfstelsels bewegen sterren in cirkelvormige banen rond het galactische centrum. De versnelling waardoor ze van richting veranderen, wordt veroorzaakt door de aantrekkingskracht van materie. RAR beschrijft de relatie tussen deze versnelling en wat alleen veroorzaakt wordt door zichtbare materie. Het geeft een idee van de galactische structuur en verdeling van materie.
Verdeling van donkere materie (hierboven) en sterren (onder)
Voor de eerste keer werd RAR-simulatie van dwergstelsels uitgevoerd, rekening houdend met de aanwezigheid van donkere materie. Het bleek dat ze zich gedroegen als kleinere versies van grotere sterrenstelsels. Maar wat als er geen donkere materie is en de zwaartekracht de wetten van Newton tegenspreekt? Dan hangt de RAR van dwergsterrenstelsels sterk af van hun afstand tot het ontvangende sterrenstelsel, wat niet gebeurt als er donkere materie is. Dit verschil verandert satellietstelsels in krachtige tests om te controleren op donkere materie. In 2013 werd het ESA Gaia-ruimtevaartuig gelanceerd, dat deze vraag kan beantwoorden. Het is gemaakt voor de ongekende studie van sterren in de Melkweg en satellietstelsels. Er zijn veel gegevens, dus de analyse duurt jaren.
Lijmen voor sterrenstelsels
Deze vraag is nog steeds het meest relevant in de kosmologie. Het bestaan van donkere materie suggereerde meer dan 80 jaar geleden. Dit werd gedaan door Fritz Zwicky, die vermoedde dat sterrenstelsels zo snel in clusters bewogen dat ze eigenlijk van elkaar weggingen. Daarom suggereerde hij de aanwezigheid van onzichtbare materie, die voldoende zwaartekracht heeft om sterrenstelsels in hun banen te redden. In de jaren 1970 Vera Rubin zag een vergelijkbaar verschijnsel in spiraalstelsels.
Tegenwoordig is het grootste deel van de wetenschappelijke wereld ervan overtuigd dat donkere materie ongeveer 80% van de universele massa inneemt. Het is niet in contact met het licht, daarom onzichtbaar voor telescopen. Maar zijn theoretische bestaan past perfect in andere waarnemingen, zoals de verdeling van de CMB-straling. Bovendien verklaart het de locatie en snelheid van de vorming van sterrenstelsels. Maar tot nu toe was het niet mogelijk om het bestaan ervan te bewijzen, dus sommige mensen denken dat zwaartekracht niet conform is met algemeen aanvaarde wetten. Toekomstige ontdekkingen zullen laten zien wie gelijk had.
