Kosmologia z własnego domu

Większość badań nad naturą Wszechświata wymaga gigantycznych teleskopów i mapowania milionów odległych galaktyk. Naukowcy wychodzili z założenia, że aby zrozumieć całość, trzeba zobaczyć jak najwięcej. Jednak badacze z Durham University, w przełomowej pracy opublikowanej w styczniu 2026 roku na łamach Nature Astronomy, udowodnili coś przeciwnego. Okazuje się, że klucz do rozwiązania zagadki ciemnej materii leży tuż obok nas – w naszej własnej Galaktyce.

Zespół wykorzystał Drogę Mleczną jako kosmiczne laboratorium, dowodząc, że precyzyjna analiza struktury halo ciemnej materii otaczającego naszą Galaktykę pozwala nałożyć ograniczenia na modele kosmologiczne z taką samą dokładnością, jak wielkie przeglądy nieba.

Jedna galaktyka, by rządzić wszystkimi

Zgodnie ze standardowym modelem kosmologicznym (ΛCDM), galaktyki takie jak nasza formują się wewnątrz masywnych skupisk ciemnej materii, zwanych halo. Materia ta jest niewidoczna, ale jej grawitacja trzyma gwiazdy w ryzach.

Nowe badania, prowadzone pod kierunkiem prof. Carlosa Frenka z Instytutu Kosmologii Obliczeniowej w Durham, skupiły się na dokładnym zmierzeniu tzw. profilu gęstości tego halo.

Zamiast patrzeć daleko w kosmos, spojrzeliśmy w głąb naszego galaktycznego domu. Okazuje się, że sposób, w jaki gwiazdy poruszają się w Drodze Mlecznej, zdradza nam nie tylko masę naszej Galaktyki, ale też fundamentalne parametry całego Wszechświata – wyjaśniają autorzy badania.

Ważenie niewidzialnego

Kluczowym osiągnięciem naukowców było wykorzystanie techniki zwanej „Callisto” (Cosmological Inference from the Structure of the Milky Way Halo). Pozwoliła ona na precyzyjne określenie masy halo Drogi Mlecznej, co z kolei umożliwiło wyznaczenie dwóch najważniejszych parametrów kosmologicznych:

1. Gęstości materii we Wszechświecie (Ω_m): Czyli ile rzeczy (zarówno zwykłej materii, jak i ciemnej) znajduje się w kosmosie.
2. Amplitudy fluktuacji (ϭ₈₎: Parametru opisującego, jak bardzo ta materia jest zbrylona (jak bardzo niejednorodny jest Wszechświat).

Wyniki uzyskane z analizy samej Drogi Mlecznej są zaskakująco zgodne z danymi z misji Planck, która badała promieniowanie tła z początków istnienia Wszechświata, oraz z wielkimi przeglądami takimi jak DES (Dark Energy Survey).

Dlaczego to przełom?

Do tej pory uważano, że pojedyncza galaktyka to zbyt mała próbka, by wyciągać wnioski o całym kosmosie – tak jak trudno ocenić klimat całej Ziemi, patrząc tylko na pogodę w Krakowie. Jednak Droga Mleczna, dzięki temu, że możemy badać ją z bliska i z niesamowitą precyzją (dzięki danym z satelity Gaia), staje się wyjątkiem.

Odkrycie to oznacza, że w 2026 roku zyskaliśmy potężne, niezależne narzędzie do testowania teorii fizycznych. Jeśli przyszłe pomiary halo naszej Galaktyki zaczną odbiegać od wyników z dalekiego kosmosu, może to być pierwszy sygnał Nowej Fizyki.

Nowa era precyzji

Publikacja w Nature Astronomy otwiera drzwi do tzw. near-field cosmology (kosmologii bliskiego pola). Zamiast budować coraz większe teleskopy, możemy wycisnąć więcej informacji z ruchu gwiazd, które widzimy każdej nocy nad głowami. To dowód na to, że ciemna materia, choć nieuchwytna, zostawia grawitacyjny odcisk palca, którego nie da się zmazać – nawet na naszym własnym podwórku.

---

Źródła informacji:

• Nature Astronomy: „Cosmological inference from the structure of the dark matter halo of the Milky Way” (styczeń 2026).
• Durham University News: „Revealing dark matter’s influence on the Universe” (styczeń 2026).

Opracowanie: Agnieszka Nowak