Ciemna materia znów jest w centrum uwagi.
A przynajmniej nie został całkowicie usunięty z porządku obrad. Przez lata astronomowie wpatrywali się w dziwną mgłę promieni gamma spowijającą centrum Drogi Mlecznej, zastanawiając się, czy jest to wynik powolnego rozpadu niewidzialnej materii, czy po prostu zbiór gwiazd neutronowych, których nikt nie był w stanie szybko wykryć.
Obecnie międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez Uniwersytet Wiedeński i Laboratorium Narodowe w Berkeley zastosował potężne zasoby obliczeniowe, aby rozwiązać ten problem.
Wykorzystali uczenie maszynowe. W szczególności, aby analizować dane dłużej i dokładniej niż poprzednie zespoły badawcze. Ich nowy artykuł, opublikowany w czasopiśmie Physical Review Letters, wskazuje, że chociaż nie otrzymaliśmy jeszcze ostatecznej odpowiedzi, ciemnej materii nie można spisać na straty. Nie ma mowy.
Ciasny pokój
Nazwijmy to zjawisko „Nadmiarem Centrum Galaktycznego”. Jest to techniczna nazwa słabej, sferycznej poświaty promieniowania gamma rozciągającej się na tysiące lat świetlnych. Znajduje się w samym sercu naszej galaktyki, co stwarza główny problem.
Jest tam jasno.
Jest tam ciasno.
To jakby próbować usłyszeć szepty na koncercie rockowym.
Jedna ze szkół myślenia twierdzi, że ten blask powstaje w wyniku anihilacji ciemnej materii – złożonego procesu teoretycznego, w którym cząstki zderzają się i zamieniają w światło. Inny obóz uważa, że źródłem są pulsary milisekundowe. Są to szybko wirujące gwiazdy neutronowe: szybkie, małe i w większości ukryte przed bezpośrednią obserwacją.
Wiele lat standardowych analiz zdawało się potwierdzać teorię pulsarów. Wyglądały jak oddzielne źródła, jedynie zamazane odległością. Ciemna materia zaczęła wydawać się osobą z zewnątrz w tej debacie.
„Interpretacja sygnału jest utrudniona ze względu na wyjątkową jasność centrum galaktyki” – Florian List, Uniwersytet Wiedeński
Standardowe statystyki pominęły coś ważnego.
Brakujący element
Poprzednie analizy śledziły jedynie miejsce lądowania fotonów. Wszystko.
Energia niesiona przez każdy pojedynczy foton została zignorowana.
To jakby opisywać piosenkę, ale nie mówić o melodii. Możesz podążać za rytmem bez nut, ale nigdy nie poznasz melodii.
Aby zaradzić temu martwemu punktowi, naukowcy przeszkolili system uczenia maszynowego na ponad milionie symulowanych obrazów promieniowania gamma. To był pierwszy raz, kiedy patrzyli jednocześnie na lokalizację i energię. Pełniejszy obraz. Ostrzejszy obiektyw.
A jaki jest wynik?
Wywraca sytuację do góry nogami.
Jeśli te punkty świetlne rzeczywiście są pulsarami milisekundowymi, to matematyka podpowiada, że powinny być niewiarygodnie słabe. Mówimy o tym rodzaju słabości, w której ledwo wyróżniają się z hałasu tła.
Ocean niewidzialnych gwiazd?
Oto sedno.
Jeśli te słabe rozbłyski są pulsarami, to powinno być ich ogromna liczba.
Nick Rodd z Berkeley sprawdził liczby. Nie mówimy o kilku tysiącach, jak wcześniej sądzono.
Potrzebujemy co najmniej 35 000 źródeł promieniowania. Zgrupowane w samym środku.
„Źródła powinny być praktycznie nie do odróżnienia od unicestwiającej ciemnej materii.”
Pięćdziesiąt tysięcy. To ogromna liczba martwych gwiazd upakowanych w jądrze galaktyki. Wydaje się, że jest tłoczno. Za ciasno?
Czy natura naprawdę lubi skupiać pięćdziesiąt tysięcy szybko wirujących obiektów w jednym ciasnym miejscu?
Nie wiemy.
Nowe dane osłabiają główny argument przeciwko ciemnej materii. Eliminują proste wyjaśnienie: „to po prostu nierozwiązane jasne pulsary”.
Czy to dowodzi, że ciemna materia powoduje świecenie? Nie.
Udowodnij to następnym razem.
Oznacza to po prostu: przestań się śmiać z historii o duchach. Być może to duch. A może tłum. Wciąż szukamy w ciemności, ale teraz mamy lepszą latarkę.
Powinniśmy byli dodać dane dotyczące energii znacznie wcześniej. Prawdopodobnie tak.
