A minap jelent meg a cikk, hogy úgy néz ki – szinte hála istennek! – megoldódott a sötét anyag mentes galaxis problémája. Igenis, van ott sötét anyag, a csillagok száma és fényessége is rendben van, csak a galaxis picit közelebb van hozzánk, mint korábban gondoltuk.
Az ember szinte látja maga előtt, hogy a szerző – illetve a cikk alapjául szolgáló tudományos publikáció szerzői – megtörlik homlokukat, melyeken épp kisimulnak a ráncok: kemény, kitartó munkával sikerült megmenteni a kozmológia (egyik) szent grálját, a sötét anyagot. A kisebb tömegek miatt igenis szükség van a sötét anyagra a galaxis összetartásához.
Csak én vagyok ennyire kétkedő?
Természetesen örülök annak, hogy az adatok alapos feldolgozásával sikerült többet megtudnunk a NGC 1052-DF2 galaxisról és nem lévén csillagász, kétségbe sem kívánom vonni eredményeiket. Minden bizonnyal alapos munkát végeztek, és a mérési eredményeik valamint az azokból levont következtetéseik a jelen mérési képességeink határain belül pontosak.
Ugyanakkor ott vannak a kétségeim. Talán azért, mert mindig úgy gondoltam: a tudományban nincs helye semmiféle szent grálnak. Csakis mérhető paramétereknek és elméleteknek, amelyek megmutatják a rendet az adatok káoszában.
Persze senki nem nevezi szent grálnak a sötét anyagot, ám ettől függetlenül csak nagyon keveset lehet olvasni a vele szemben felmerülő kétségekről, alternatív elméletekről. Ha az ember kinyitja az asztrofizikai csapot, abból bizony sötét anyag dől.
Pedig kétségekből aztán tényleg nincs hiány.
Azonban a kétségek megértéséhez először azt kell megértenünk, hogy honnan is származik a sötét anyag elmélete?
A XX. század első fele az új csillagászati felfedezések egyik aranykora volt. Azt már egy évszázada tudták a tudósok, hogy a csillagok legnagyobb részt a mi napunkhoz hasonló elképesztően távoli objektumok, de a XX. század első fele hozta el a felismerést, hogy nem minden az égen megfigyelhető objektum része a Tejútnak. Edwin Hubble és mások felismerték, hogy elképesztő számú a miénkhez hasonló galaxis van. A jobb megfigyelési technikáknak (nagyobb távcsövek) köszönhetően a halványabb csillagok is megfigyelhetővé váltak, így arról is ekkor kaptunk hozzávetőleges fogalmat, hogy mekkora is a mi csillagvárosunk valójában. Persze ez szükségszerűen pontatlan volt, de mégis, már legalább volt fogalmunk róla.
Minthogy már volt fogalmunk a Tejút méreteiről és a tömegéről, így el lehetett végezni a szokásos gravitációs számításokat, már csak azért is, mert a naprendszer külső objektumait is általában a mért és a számított gravitációs adatok közti különbségek alapján fedezték fel. Szóval a cél a felfedezés volt, ám ekkor mutatkoztak az első jelek arra vonatkozóan, hogy valami kimaradt a képletből. A számítások alapján a Tejútnak egyszerűen nincs elég tömege ahhoz, hogy megtartsa a külső csillagait.
Az idő közben telt és új – még nagyobb, végül a század végén már orbitális pályára száműzött – távcsövek jöttek. Ám a probléma maradt, és hasonló jelenséget fedeztünk fel a közeli Androméda és sorban az összes alaposabban megfigyelt galaxis kapcsán. Mi több, a felfedezés, hogy egyes galaxisok valójában más galaxisok kísérői még inkább hozzá adott a kérdéshez. Hiába nőtt meg a Tejút csillagainak becsült száma (most talán 300-400 milliárd környékén tart a becslés) és vele a tömeg: megnőtt a kiterjedés is, úgyhogy a mért és a számított értékek közötti eltérés nemhogy csökkent volna (amire számítottunk), hanem nőtt. Egész egyszerűen nem látszik a szükséges tömeg a galaxisok külső régióiban lévő csillagok és a kísérő galaxisok megtartásához.
Egy ilyen problémának két megoldása lehet, vagy az elmélet a hibás, vagy olyan tömeg van jelen a rendszerben, amelyet valamiért képtelenek vagyunk észlelni. Minthogy ekkoriban a részecskefizikában a különböző húrelméletek szépen egyre újabb és újabb részecskék létét jósolták meg (melyek egyikét sem sikerült azóta megtalálni, a Higgs bozon ugyanis a részecskefizika standard modelljének a része, ami megelőzte a húrelméleteket), így egyszerűbb és logikusabb volt feltételezni, hogy az utóbbi a helyes: olyan tömeg van jelen az univerzumban, amelyet nem ismerünk. Rendkívüli találékonysággal el is nevezték sötét anyagnak.
A sötét anyaggal kapcsolatos elképzeléseket támasztották alá az ekkoriban történt első fekete lyuk azonosítások is, így még logikusabb (és részben mindenképpen helyes) volt feltételezni, hogy a galaxisok tömege egyszerűen sokkal nagyobb, mint azt korábban gondoltuk.
Persze a léptékekkel gond volt. A számítások azt mutatták, hogy a sötét anyag tömege többszöröse kell, hogy legyen a látható anyagénak, ami arra utalt, hogy a sötét anyag legnagyobb része valamiféle részecske kell, hogy legyen, mert a látható anyag többszörösét kitevő fekete lyukak tömegét egyszerűen képtelenség beilleszteni az ismert – és tulajdonképpen a megfigyelésekkel jobbára összhangban lévő – csillagfejlődési modellekbe. Egész egyszerűen a csillagbölcsők (nebulák) nem termelnek ehhez elegendő számú nagytömegű csillagot. Felmerült így az ősi fekete lyukak (primordial black holes) koncepciója. Meg is próbáltuk megmérni őket, mert Stephen Hawking az ismert fizikai törvények alapján megjósolta ezek párolgását. A mérés nem volt teljesen sikertelen: feltaláltuk a Wi-Fi-t (úgy néz ki, hogy mégis van valami haszna a tudománynak…). Csak az ősi fekete lyukaknak nem nagyon találjuk nyomát. De azért még nem adtuk fel.
Persze az így felmerült kérdések lassan elvezettek alternatív gravitációs elméletekhez, bár az utóbbi időszak gravitációs hullámdetektor mérései ezek egy részét – mintegy mellékesen – megcáfolták. A probléma az volt, hogy az alternatív elméletek általában a fénysebességétől eltérő gravitációs hullám sebességet eredményeztek, ám a mérések alapján a gravitációs hullámok bizony épp fénysebességgel terjednek. Szóval mára szinte csak a sötét anyag elmélete maradt a ringben. És a problémái.
Problémákból és kétségekből pedig nincs hiány. Az egyik ilyen a sötét anyag puszta elhelyezkedése. Egyes elméletek szerint mindenhol jelen kell lennie, ám ebben az esetben a naprendszer objektumainak – különösen a napnak – sokkal kisebb tömeggel kellene rendelkeznie. Ha ugyanis a nap tömegét – összhangban a sötét anyag elméletével – az ötszörösére növeljük, nos, úgy a Föld és más bolygók keringési sebessége nem lenne elég a pálya fenntartásához: befelé zuhannánk a napba. Csakhogy a bolygók épp az ellenkezőjét teszik: ha elképesztő lassúsággal is, de távolodnak a naptól. Szóval a naprendszeren belül nem lehet sok sötét anyag, úgy is mondhatnánk, hogy nem tudjuk kivenni a részünket a sötét anyag elosztásból (nem szavazzuk meg a kvótát). Láthatóan más csillagrendszerek sem (nem csak mi vagyunk bunkók, mások is csak a rendes anyagot szeretik), a kettős és többes csillagok, megfigyelt bolygórendszerek működése csak az ismert (látható) anyag mennyiségével magyarázható, a sötét anyag behelyezése esetén azok pályái összeomlanának.
Ráadásul a sötét anyag jelenléte a galaxisok központi régiói pályáit sem befolyásolja, vagyis ott sem nagyon lehet jelen, láthatóan csak a külsőbb régiók csillagaira és az intergalaktikus kapcsolatokra van hatással.
Azonban a sötét anyag külső régiókba helyezése sem igazán működik: annyira megnőne a spirálkarok tömege (a spirálgalaxisok esetében), hogy az szétzilálná a belső régiók pályáit (egyszerűen a hatalmas tömeg magához vonzaná ezen csillagokat).
Manapság azt feltételezik, hogy a sötét anyag legnagyobb részt a galaktikus halo-ban helyezkedik el. Ez nem egy számítógépes játék, hanem egy gömbszerű képződmény, amely körbeveszi a látható galaxist. A halo-ról tudjuk, hogy van benne egy rakás csillag, sőt egy rakás gömbhalmaz is (egyenként százezertől több millióig terjedő számú csillaggal), ám igen ritkák benne a csillagok.
Ám a halo-s koncepcióval is gond van: miért a Tejút (illetve a látható galaxisok) vannak a középpontban? Gondoljunk bele! A feltételezések alapján a sötét anyag tömege többszöröse az adott galaxis látható anyagának. A gravitációs törvények alapján a halo-ban lévő sötét anyagnak szét kellene tépnie a galaxisokat és a látható anyagot a sötét anyag körüli pályára állítania.
Láthatóan nem teszi. További gond, hogy mi akadályozza meg a halo sötét anyagát abban, hogy a látható galaxison keresztülhaladva egyesüljön a másik oldalon lévő sötét anyaggal, és maga helyezkedjen el – együtt a látható anyaggal – a galaxis középpontjában? Egyáltalán miért nem egyesülnek a sötét anyag részecskéi? Hiszen fogalomszerűen nem vesznek rész mindazon kölcsönhatásokban (erős, elektromágneses és gyenge) amelyek egy picit is segíthetnének a tömegvonzás erejével szembeni ellenállásban (főképp épp az elektromágneses szokta végezni eme nemes munkát).
Ez utóbbiban persze nem lehetünk teljesen biztosak, hiszen egyenlőre nincs igazán jól működő elméletünk a szupermasszív fekete lyukak keletkezésére, ugyanakkor azok épp bele vannak számítva a galaxisok látható anyagába. De a többi sötét anyag miért nem teszi? Illetve ha teszi (tehát nagyobbrészt kisebb fekete lyukakká álltak össze), akkor miért nem tudjuk megfigyelni az egyedi hatásaikat? A halo-ban milliárd számra kellene, hogy legyenek fekete lyukak, ennyinek csak meg kellene néha zavarnia a látható csillagok pályáját. Nem teszik. És továbbra is marad a kérdés: miért nem süllyednek be ezek magába a látható galaxisba, illetve miért nem zilálják szét annak csillagainak mozgását?
Majd el is feledkeztem a kísérő galaxisok mozgásáról. A sötét anyaggal kapcsolatos elméletek – különösem a lambda cold dark matter elmélet – azt jósolják, hogy a nagyobb galaxisok körüli kísérő galaxisok nagyjából véletlenszerű pályán helyezkednek el. Azt is jósolják, hogy csak nagyon kevés kísérő galaxis lehet a nagy galaxisok körül. Az ok ismét a megnövelt tömeg. Az könnyen belátható – és egybe is esik a megfigyelésekkel – hogy két galaxis ütközése nagyjából véletlenszerű. Vagyis bármelyik galaxis bármely kitüntetett tengelyéhez (pl. forgástengely) bármilyen irányból érkezhet a másik galaxis, a galaxisok forgástengelyei egymáshoz viszonyítva bármilyen szöget felvehetnek, az ütközés nagyjából bármilyen sebességgel történhet és az ütközés helye is véletlenszerű.
A sötét anyag jelenléte miatt ugyanakkor az ütközésnek összesen két végkimenetele lehet: az egyik galaxis (vagy legalább egy részének) kidobódása, illetve a két galaxis összeolvadása. A kidobás esetén a kidobottból nem igazán lehet kísérő, az inkább akkor alakulhat ki, ha a térbeli helyzet és sebesség miatt lassú egyesülés történik. Vagyis a nagyobb galaxis gravitációja csapdába ejti a kisebbet, és egyre közelebb vonzza magához és ennek során szétzilálja a struktúráját és a végén széttépi.
Ugyanakkor a kísérő galaxis bárhonnan érkezhetett, éppen ezért – az energia megmaradás miatt – megőrzi az eredeti mozgási energiáját és az eredeti irányának és sebességének megfelelő keringési pályára áll.
Ugyanez a jelenség eléggé komolyan korlátozza a kísérő galaxisok számát: egész egyszerűen nem élnek túl sokáig ahhoz, hogy nagyobb számban fennmaradhassanak.
Csakhogy az elmélet és a megfigyelési adatok nem egyeznek. Először a Tejút esetében tűnt fel, hogy a kísérő galaxisok elhelyezkedése – kettő kivételével – teljesen szabályos. A keringési pályájuk tengelye – amelynek véletlenszerűnek kellene lennie – pont merőleges a Tejút forgástengelyére.
Nagy ügy, gondolhatnánk, különösen, hogy az elmélet – igen-igen ritka – kivételként megengedi ezt. Ám ugyanezt láttuk az Androméda esetében is. Gyanús. A lokális csoport két legnagyobb tagja a kivételek közé tartozik? Furcsa. Aztán kiderült, hogy a jelenség igen-igen messze van a kivétel státusztól: szabály. A legtöbb óriás galaxis esetében a kísérők többsége esetében a keringési pálya tengelye merőleges az óriásgalaxis forgástengelyére. Ami arra utal, hogy a kísérő galaxisoknak legalább egy része – ráadásul épp a legnagyobbak – nem befogás, hanem más úton vált az óriásgalaxis kísérőjévé.
Csakhogy a sötét anyaggal kapcsolatos elméletek nem nagyon engednek meg ilyet: egyszerűen a szereplőknek túl nagy a tömegük ehhez, túl nagy ahhoz, hogy feltételezhető legyen, hogy épp két galaxis összeolvadása során keletkezik a kísérők egy része, jó eséllyel egy olyan gravitációs kölcsönhatás sorozat eredményeképp, amelynek során az új óriásgalaxis forgástengelyével párhuzamos sebességi összetevőjű mozgások egyszerűen „kiszerveződnek” egy vagy több kísérő galaxisba.
A probléma talán mégis a gravitációs elméletekkel van, csak talán nem az egyenletek, hanem a feltételezések szintjén.
A fizika egy komplex tudományág, amelyben összetett rendszerek viselkedését kell vizsgálni és előre jelezni. Ha az ember át akar látni a káoszon, akkor kénytelen egyszerűsítésekkel élni. A gravitációs fizika szempontjából mindegy, hogy ama elhíresült (és valószínűleg soha le nem esett) alma piros vagy zöld színű-e. Vannak triviális egyszerűsítések. Az alma esete ilyen. Olyan paramétert nem veszünk figyelembe, amelyről jó okkal feltételezhető, hogy nincs, vagy ténylegesen elhanyagolható a hatása a jelenségre.
Más egyszerűsítések már nem ilyenek. Bizonyos egyszerűsítéseket azért teszünk, hogy egyszerűen meg tudjuk kapni a matematikai összefüggéseket, illetve ha már azokat megkaptuk, akkor az univerzum hátralévő létezésénél (ha lehet a fizikus hátralévő létezésénél) rövidebb idő alatt tudjuk elvégezni a számításokat. Ilyen az eredő számítás. Az eredő gravitációs középpont számításánál azzal az egyszerűsítéssel élünk, hogy a külön vizsgálni kívánt égitest, vagy égitestek kivételével a többi égitest tömege és elhelyezkedése elhagyható és helyettesíthető azzal, ha azok mindegyikét az adott rendszer gravitációs középpontjába helyezzük.
Merész húzás és gyanítom, hogy mind Newtonnak, mind Einsteinnek (és még sokan másoknak) okozott néhány álmatlan éjszakát. Lehet, hogy nem is csak néhányat. A probléma a gravitációs fizika matematikájában van. A gravitációs erő nagysága (a newtoni fizikában): Fgrav=G*m1*m2/d2, ahol a G a gravitációs állandó, az m1 és m2 a kölcsönhatásban részt vevő testek tömegei, míg a d a két test középpontjaik közötti távolság.
Mint az látható, a gravitáció a távolság négyzetének a reciprokával arányos, vagyis a gravitáció elképesztően érzékeny a távolságra, jóval kevésbé a tömegre.
Erre egy egyszerű példa: minek nagyobb a hatása a napra? A Tejút központi fekete lyukának (Saggitarius A*) vagy a legközelebbi csillagnak (Alfa Centauri)? A Saggitarius A* tömege a napénak 4,4 milliószorosa és 25,900 ± 1400 fényévre van a naptól. Az Alfa Centauri egy hármascsillag (Alfa Centauri A és B, Proxima Centauri), melynek össztömege kb. a napénak 2,13 szorosa, távolsága 4,37 fényév.
A számításnál a gravitációs állandót elhagyom, mert csak összehasonlítani akarom a két objetum gravitációs hatását, a Saggitarius A* tömege és távolsága esetében a középértéket veszem.
FAlfa=G*2,13*1/4,372= G*2,13/19,0969=G*0,11153643
FSagg=G*4.400.000*1/29.5002=G*4.400.000/670.810.000=G*0,00655923
Minthogy a fenti számok nagyjából pont semmit nem mondanak (bár láthatóan a Saggitarius A* esetében van néhány nulla közvetlenül a tizedesvessző után is), ezért össze is vetem őket:
FAlfa=17,0045*FSagg
Vagyis igen, hacsak a számítást nem rontottam el kétszer is, úgy a központi fekete lyukhoz képest elhanyagolható tömegű Alfa Centauri rendszer valamivel több, mint 17-szer erősebb hatást gyakorol a napra, mint a központi fekete lyuk.
Mindez azt jelenti, hogy egy gravitációs rendszer vizsgálata során a kölcsönhatásban részt vevő égitestek – különösen a vizsgált objektumokhoz közeli égitestek – tömege, elhelyezkedése, relatív térbeli helyzete igenis fontos, és nem nagyon alkalmazható az egyszerűsítés.
Mégis alkalmazzuk, sőt, nagyon sokáig jól is működött (egészen addig, amikor már nem). Miért? Papíron kézzel végigszámolni még a naprendszer nagyobb objektumait (nap és bolygók) is képtelenség. Pillanatnyi kép ugyan kapható, de az előre jelzés olyan számítási kapacitást igényel, amely csak a XX. század végén kezdett el rendelkezésre állni.
Ám Newtonnak mázlija volt. A naprendszer bolygói, sőt a holdak esetében is valóban elvégezhető az egyszerűsítés. Ennek oka, hogy a nap teszi ki szinte a teljes tömegét a naprendszernek, ráadásul csillagászati léptékkel mérve a bolygók közel esnek egymáshoz és a naphoz. Vagyis a nap szuperdomináns tömeggel bír, mellette a többi égitest tömege – legalábbis a belső naprendszerbeli vizsgálatok során – elhanyagolható. Mi több, hasonló a helyzet a belső naprendszerbeli holdak esetében is (az egyetlen kivétel – nyilván – épp a Föld és a Hold), azok ugyanis olyan elképesztően nagy tömegű bolygók körül keringenek (és többnyire maguk oly kis tömegűek), hogy tömegeik arányára és távolságaikra a nap és a bolygók viszonyai jellemezőek. Az egyetlen kivétel esetében pedig nincs egy második kis tömegű – és a Hold pályáján túli – hold, hogy az egyszerűsítésekkel kapcsolatos óvatosságra kényszerítse a fizikusokat. Persze valójában van ilyen hold, de annak pályája annyira speciális, hogy nem igazán értelmezhető holdként, ráadásul a léte is csak nemrégiben vált ismertté.
Szóval Newton és követői ugyan minden valószínűség szerint tudtak az egyszerűsítéssel kapcsolatos matematikai anomáliáról, ugyanakkor olyan rendszerek megfigyelésére volt lehetőségük, amelynél ez nem okozott lényegi zavart. Mivel pedig jó ideig rendre ilyen rendszereket találtak, így feltételezhették – ha nem is feltétlenül mondták ki – ennek törvényszerűségét: minden rendszer középpontjában van egy olyan domináns égitest, amelynek a tömege elhanyagolhatóvá teszi a többi – vizsgálaton kívüli – égitest tényleges térbeli elhelyezkedését.
Pedig közben felfedeztük a kettős és többescsillagokat, amelyek esetében egyáltalán nem ez volt a helyzet. Ám a természet segített a hibás – és ki sem mondott – feltételezés fennmaradásában. A legtöbb többes csillag kettős, ráadásuk sok közülük közeli kettős. Mi több, a hármas és a még összetettebb többesek gyakran feloszthatóak egy közeli kettősre és egy vagy több, távolabb lévő kis tömegű objektumra (pl. Alfa Centauri), így a bevált módszer, az egyszerűsítés bevett eljárása vidáman tovább élt és segítette az asztrofizikusok munkáját.
Ám minden sikertörténetnek véget kell érnie egyszer. A sötét anyag feltételezéséhez vezető anomáliák talán csak arra mutatnak rá, hogy érdemes felülvizsgálnunk a gravitációs eredő számításának módszertanát. Így szuperszámítógépek nélkül is tovább folytathatóak a gravitációs számítások, ugyanakkor a folyamat jobb megértésével – amit én gravitációs láncjelenségnek nevezek – talán pontosabb és érdekesebb előrejelzéseket tehetünk az égitestek mozgására.
Ennek megértéséhez vegyük a következő példát: tételezzünk fel egy rendszert, amely összesen négy tagból áll. A legnagyobb tömegű tag helyezkedik el a rendszer középpontjában, és a tömege legyen 10 egység. A rendszer ezen kívül tartalmaz még két 4,5 egység tömegű tagot, amelyek azonos távolságra, de a legnagyobb tömegű tag ellentétes oldalán helyezkednek el. Végül a rendszer tartalmaz egy egyetlen egység tömegű tagot, amely épp olyan távolságra helyezkedik el a központi tagtól, ami a kétszerese a 4,5 egység tömegű objektumok központi objektumtól mért távolságának. A vizsgálat egyik felében tételezzük fel, hogy épp együttállás van – vagyis a rendszer tagjai mind egy vonalban helyezkednek el – míg a másikban, hogy az egyetlen tömegű tag épp egyenlő távolságra helyezkedik el a két 4,5 tömegű tagtól.
Szóval szereplőink:
O1: 10 tömegű tag
O2: 4,5 tömegű tag
O3: 4,5 tömegű tag
O4x: 1 tömegű tag együttállás
O4y: 1 tömegű tag köztes
Mekkora a rendszer egszerűsített és tényleges relatív gravitációja a két pozícióban? A számítás során a gravitációs állandót – mivel állandó – elhanyagolom, a relatív hatások így is jól láthatóak.
A számításban:
d1: O1 és O4 közötti távolság (távolsági egység): 1
d2: O2 és O4x közötti távolság: 0,5
d3: O3 és O4x közötti távolság: 1,5
d4: O2 illetve O3 és O4y közötti távolság: 1,118
F4xe: A rendszer O4 objektumra gyakorolt, egyszerűsítéssel számolt gravitációja az együttállási pozícióban
F4xt: A rendszer O4 objektumra gyakorolt, tényleges gravitációja az együttállási pozícióban
F4ye: A rendszer O4 objektumra gyakorolt, egyszerűsítéssel számolt gravitációja a köztes pozícióban
F4yt: A rendszer O4 objektumra gyakorolt, tényleges gravitációja a pozícióban
F4xe=G*19*1/12= 19 gravitációs egység
F4xt=G*(10*1/12+4,5*1/0,52+4,5*1/1,52)=G*(10+18+2)= 30 gravitációs egység
F4ye= G*19*1/12= 19 gravitációs egység
F4yt= G*(10*1/12+4,5*1/1,1182+4,5*1/1,1182)=G*(10+3,6+3,6)= 17,2 gravitációs egység
A fenti számítás – gondolatkísérlet – ugyan még igen kevéssé sem tekinthető életszerűnek, de azt megmutatta, hogy még ilyen egyszerű esetben is a rendszer legkülső tagjára ható gravitáció az idő legnagyobb részében nagyobb, mint az, amit az egyszerűsítésnél kapnánk (a köztes állásnál a legkisebb az O4 tagra gyakorolt hatás). Az jól látható, hogy egy galaxis esetében – melyet csillagok milliárdjai alkotnak, és távolságbéli léptékkülönbségek is nagyok – a rendszer össztömegéből egyszerűsítéssel számolt gravitáció szükségszerűen – egyszerűen a gravitációs fizika matematikájából adódóan – jóval kisebb, mint ami ténylegesen hat a csillagokra – különösen a külsőbb régiókban. Gondoljunk csak az Alfa Centauri 17-szer nagyobb gravitációjára.
A matematikai formulából adódóan a vizsgált objektum és a rendszer középpont közötti objektumok – különösen a vizsgálthoz közeliek – gravitációs hatását az egyszerűsítés során a rendszer másik oldalán lévő objektumok képtelenek helyettesíteni. A közelieknek egyszerűen túl erős a hatása.
Az is látható, hogy a gravitáció egy sok objektumos rendszerben leginkább egy lánchatásként fogható fel. A mag pályán tartja a mag közeli objektumokat, a mag közeliek a köztes és a köztesek a távoli objektumokat. Csak épp nem négy, hanem több ezer lépcsőben. Ez egyben azt is jelenti, hogy a rendszer magja körüli objektumok a magtól kapott perdületüket ugyanezen a láncon keresztül át tudják adni a rendszerhatáron mozgóknak, így azok nemcsak képesek a nagyobb sebességgel pályán maradni, hanem szert is tesznek erre a sebességre. Valójában a rendszer az idő előre haladtával egyre kifelé nyúlik egészen addig, míg a rendszer magjában már nem marad számottevő átadható perdület. Ugyanakkor a perdületátadás miatti pályaváltozások fokozatosan erősödnek a rendszerhatár felé közeledve, és elsősorban ott jelentkeznek: ezek azok, amelyek már nem tudják továbbadni az átvett perdületet.
Ezek szerint nincs sötét anyag? Nem tudom. Fekete lyukak, öreg neutroncsillagok biztos vannak. De sötét anyag részecskék vagy vannak, vagy nincsenek. Viszont van egy egyszerű módszer ennek kiderítésére: n test szimulációk.
Az n test szimulációk során n (vagyis tetszőleges, de lehetőleg a számítógép számítási kapacitásaival összhangban lévő) számú, a csillagászati elméletekből származó tömegeloszlású objektummal kell elvégezni ezek egymásra gyakorolt gravitációs hatásának elemzését. Ugyanezen objektumokra el kell végezni az egyszerűsítéssel számolt gravitációs hatásokat és meg kell nézni ezek különbségét. Célszerű léptékében különböző n számokra ismételten elvégezni a szimulációt, így az is láthatóvá válik, hogy a tényleges (és pontos) szimulációk és az egyszerűsített számítások eredménye közti különbség az n szám függvényében miként változik, és a szimulált rendszer mely részein miképp jelentkezik. Ennek a függvénynek az elemzésével és az olyan megastruktúrákra történő kivetítésével, mint amilyen a Tejút, már megbecsülhető, hogy mekkora gravitációs hatás hiányzik a struktúra fennmaradásához, megfigyelhető változásaihoz. Amennyiben a hiányzó gravitáció kis léptékű, úgy vélhetően nincs sötét anyag részecske, a hiány mögött a számítási és modell pontatlanságok valamint néhány csendben lapító fekete lyuk állhat.
Amennyiben viszont továbbra is nagy mennyiségű gravitáció hiányzik, úgy tovább kell kutatni annak oka után, ami lehet a titokzatos sötét anyag, de akár egy, ma még nem ismert jelenség is.
A végére pedig egy jóslat: jelenleg úgy tartjuk, hogy a Tejút egyszer ütközni fog a Nagy Magellán felhővel. A jóslatom szerint 100 éven belül bebizonyosodik, hogy nemcsak a Nagy Magellán felhő, hanem annak pályája is távolodik a Tejúttól (a különbség oka, hogy a Nagy Magellán a pályáján épp a legnagyobb távolságú része környékén mozog, így vagy épp befejezte a távolodást, vagy annak a végefelé jár).
