Wir könnten mit der ersten Ausstellung der in der Natur entdeckten Quantenmechanik im galaktischen Maßstab konfrontiert werden

Cloud ist eine nahezu unsichtbare Zwerggalaxie. Seine Helligkeit ist zehnmal schwächer als die von Galaxien dieser Art und er blieb in den verschiedenen vorherigen Karten dieses Teils des Himmels unbemerkt, als wäre er ein Geist. Bis die ultratiefen Mehrfarbenbilder des Gran Telescopio de Canarias (GTC) bestätigten, dass es sich bei diesem Fleck nicht um einen fotografischen Fehler handelte, sondern um ein extrem diffuses Objekt.

Es gibt viele außergewöhnliche Dinge an der Wolke, aber das Faszinierendste ist, dass sie nicht existieren könnte, wenn die dunkle Materie, die sie enthält, das ist, was wir bisher wissen. Die Wolke könnte nur erklärt werden, wenn wir die Bandbreite der Möglichkeiten erweitern, und sie könnte passen, wenn das, was wir betrachten, eine schöne Darstellung der Wirkung der Quantenmechanik ist.

Die Rarität

Aufgrund der geringen Helligkeit ist es sehr schwierig, die Entfernung zu bestimmen, in der sich Cloud befindet. Anhand von Beobachtungen mit dem Green Bank Telescope (GBT, in den USA) schätzen wir, dass es etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt sein könnte, obwohl neue Beobachtungen mit dem Very Large Array Telescope (VLA) und dem William Herschel Telescope versuchen werden, dies zu bestätigen Entfernung ist es richtig.

Das Auffinden der genauen Position der Wolke ist ein sehr wichtiger Schritt, da die Eigenschaften, die wir für diese Galaxie messen, von der Entfernung abhängen, in der sie sich befindet.

Wolken sind dreimal stärker verteilt als andere Objekte mit der gleichen Anzahl von Sternen. Sie misst ein Drittel der Milchstraße, hat aber eine ähnliche Masse wie die kleine Magellansche Wolke (400 Millionen Sterne). Als allgemeine Regel gilt, dass Galaxien im Inneren eine viel höhere Sternendichte aufweisen, die mit zunehmender Entfernung vom Zentrum rasch abnimmt. Allerdings variiert die Dichte der Sterne in der Wolke über ihre gesamte Länge kaum, und das ist die größte Kuriosität.

Obwohl es mehrere Möglichkeiten gibt, zu erklären, wie eine Galaxie am Ende weiter verstreut sein kann als bei ihrer Entstehung, kann keines dieser Szenarien Cloud erklären. Das heißt, wir wissen nicht, wie es möglich ist, dass eine Galaxie mit diesen extremen Eigenschaften existieren könnte, es sei denn … Es sei denn, die dunkle Materie von Cloud ist nicht das, was wir bisher als dunkle Materie verstehen.

Herausforderung für das aktuelle Modell der Dunklen Materie

Das Universum sagt uns, dass dunkle Materie aus massiven Teilchen besteht, die nur sehr schwach miteinander interagieren. Allerdings ist es für uns sehr schwierig, es zu studieren, da es nicht sichtbar ist und kein Licht aussendet. Wissenschaftler haben Jahrzehnte damit verbracht, nach diesem Seltsamen zu suchen Substanz, und wir wissen immer noch nicht, aus welchen Teilchen es besteht. Es ist eines dieser großen kosmologischen Unbekannten, das in ein paar Jahrzehnten gelöst werden könnte. Diese Erklärung, dass sie aus Teilchen besteht und kaum Wechselwirkungen zwischen ihnen aufweist, passt zu der Tatsache, dass sich die Sterne und das Gas mit der Entwicklung der Galaxie konzentrieren, aber was in der Wolke passiert, ist genau das Gegenteil. Cloud ist also eine Anomalie. Kosmologische Simulationen sind nicht in der Lage, seine „extremen Eigenschaften“ zu reproduzieren, selbst wenn verschiedene Szenarien berücksichtigt werden.

Es gibt keine andere Option: Wir müssen das Modell auf andere mögliche dunkle Themen ausweiten. Wir müssen in anderen Bereichen suchen, um uns eine Erklärung für Nube vorzustellen.

Diffuse Dunkle Materie?

Es gibt eine sehr suggestive Möglichkeit, und zwar, dass die ungewöhnlichen Eigenschaften von Cloud darauf hindeuten, dass die Teilchen, aus denen die Dunkle Materie besteht, nicht massiv sind, sondern ganz im Gegenteil. Es ist möglich, dass sie eine lächerlich kleine Masse haben, nämlich ultraleichte dunkle Materie, die aus den hypothetischen Axionen besteht, nach denen wir ebenfalls suchen.

Wir wären mit diffuser Dunkler Materie konfrontiert oder unscharfe dunkle Materie. Und von hier aus führt uns diese letzte Erklärung zur Quantenmechanik.

Galaxiengroße Wellenlängen

Wir könnten uns dunkle Materie als Quantenteilchen vorstellen, die typische Wellenverhalten zeigen. Je kleiner diese Teilchen sind, desto größer ist die Welle, die sie beschreiben. Da es sich um sehr, sehr, sehr, sehr kleine, unvorstellbar kleine Teilchen handelt, könnte ihre Wellenlänge so groß sein wie die einer Galaxie.

Simulationen dieser Art dunkler Materie zeigen, dass dieses Wellenverhalten eine nahezu flache Struktur im Zentrum der Galaxie erzeugt. Das könnte erklären, warum Clouds Sterne so verteilt sind.

Wäre dies der Fall, wäre Clouds ungewöhnliche zentrale Struktur die Manifestation der Eigenschaften dieses Quantenteilchens, allerdings auf galaktischer Ebene.

Würde sich die Hypothese bestätigen, würde die Welt des Kleinsten mit der Welt des Größten vereinheitlicht werden. Und dann wäre Cloud eines der schönsten Exponate der Natur.