Ciemna materia: ukryta siła spowalnia wzrost struktur kosmicznych

Nowe badanie opublikowane 2 sierpnia 2026 roku w "Journal of Cosmology and Astroparticle Physics" (JCAP) ujawnia, że dodatkowa siła przyciągająca działająca między cząstkami ciemnej materii, wbrew oczekiwaniom, raczej spowalnia niż przyspiesza wzrost struktur kosmicznych. Badania, prowadzone przez Zachary'ego Weinera z Perimeter Institute for Theoretical Physics, pokazują, że choć taka siła sprawia, iż ciemna materia skupia się efektywniej, to jednocześnie powoduje, że cząstki z czasem tracą masę, osłabiając ich przyciąganie grawitacyjne i hamując powstawanie struktur.

Naukowcy od dawna rozważają istnienie ukrytej "ciemnej siły", ponieważ precyzyjne obserwacje kosmologiczne czasami odbiegają od standardowego modelu. Pomiary ekspansji Wszechświata i mikrofalowego promieniowania tła wskazują na pewne rozbieżności: część danych sugeruje wolniejszą ekspansję w przeszłości, inne wskazują, że materia jest bardziej skupiona, niż przewidywano. Te niewielkie, ale uporczywe anomalie skłaniają do poszukiwania dodatkowych oddziaływań w sektorze ciemnej materii, których zwykła materia nie jest w stanie wykryć.

Według Weinera, zaskakujący wynik wynika z dwóch konkurujących ze sobą efektów. Dodatkowa siła przyciągająca rzeczywiście wzmacnia skupianie się materii, ale jednocześnie zmienia zachowanie ciemnej materii w miarę rozszerzania się Wszechświata, skutecznie redukując masy cząstek. Ta utrata masy równoważy silniejsze przyciąganie, prowadząc do netto zahamowania wzrostu struktur w większości modeli. W badaniu przeanalizowano grupę modeli teoretycznych, w których cząstki ciemnej materii oddziałują za pomocą siły dalekiego zasięgu oprócz grawitacji, wykorzystując obliczenia teoretyczne i dane kosmologiczne.

Wyniki mają znaczenie dla teorii próbujących wyjaśnić najnowsze pomiary z Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), które niektóre modele tłumaczą właśnie podobnymi oddziaływaniami ciemnej materii. Naukowcy podkreślają, że każda teoria zakładająca ukrytą siłę przyciągającą musi uwzględniać mechanizm efektywnej utraty masy. Nadchodzące obserwatoria i przeglądy kosmiczne mogą dostarczyć dokładniejszych danych, które pozwolą zweryfikować te możliwości.

Weiner podkreśla potrzebę dalszych testów, stwierdzając: "Wszechświat jest często bardziej subtelny, niż nasza intuicja". Badanie zostało opublikowane przez Sissa Medialab.