Što je tamna stvar? Postoji li tamna tvar?

Pitanje podrijetla svemira, njegove prošlosti i budućnosti uzbudljivih ljudi od pamtivijeka. Tijekom mnogih stoljeća, teorije su nastale i opovrgnute, nudeći sliku svijeta, zasnovanu na poznatim podacima. Temeljni šok za znanstveni svijet bio je teorija relativnosti Einsteina. Također je napravila ogroman doprinos razumijevanju procesa koji čine svemir. Međutim, teorija relativnosti ne može tvrditi naslov istine u posljednjem slučaju, što ne zahtijeva nikakve dopune. Poboljšane tehnologije omogućile su astronomima nezamislivo ranijih otkrića, što je zahtijevalo novu teorijsku osnovu ili značajnu ekspanziju već postojećih odredbi. Jedan od tih fenomena bio je tamna tvar. Ali o svemu u redu.

Slučajevi davnih dana

Da bismo razumjeli pojam "tamne tvari" vratit ćemo se početkom prošlog stoljeća. U to vrijeme, pojam svemira kao stacionarne strukture dominirao je. U međuvremenu, opća teorija relativnosti (GRT) pretpostavlja da će prije ili kasnije snaga privlačenja dovest će do "skupljanja" svih predmeta prostora u jedan zamka, pojavit će se takozvani gravitacijski urušavanje. Ne postoje snage odbijanja između kozmičkih objekata. Međusobna atrakcija nadoknađuje se centrifugalne sile, stvarajući konstantan pokret zvijezda, planeta i drugih tijela. Tako je sustav uravnotežen.

Kako bi se spriječila kolaps teorijske svemira, Einstein je uveo kozmološku konstantu - vrijednost rezultira sustava na željenu stabilnom stanju, ali zapravo je izumio vlasništvo bez ikakvog razloga.

Proširivanje svemira

Izračuni i otkrića Friedmana i Hubblea pokazali su da ne treba prekršiti redovite jednadžbe opće relativnosti koristeći novu konstatu. Dokazano je, a danas ova činjenica praktički ne uzrokuje nikakve sumnje da se Svemir širi, već je započeo i ne može nastaviti s stacionarnosti govora. Daljnji razvoj kozmologije doveo je do pojave teorije velike buke. Glavna potvrda novih pretpostavki je promatrano povećanje s vremenom udaljenosti između galaksija. To je mjerenje brzine uklanjanja susjednih svemirskih sustava jedan od drugog i dovelo je do formiranja hipoteze da postoji tamna tvar i tamna energija.

Podaci koji nisu u skladu s teorijom

Fritz Zwicky 1931., a kasnije Jan Oortov 1932. i 1960. godine sudjelovali u računajući težinu tvari u udaljenom klaster galaksija i njegov odnos s brzinom njihovoj udaljenosti jedan od drugog. S vremena na vrijeme, znanstvenici su došli do istog zaključka: broj tih tvari nije dovoljno gravitacije stvorio ih mogao držati na okupu galaksije kreću na tako visokim brzinama. Zwicky i Oortov hipoteza da postoji skrivena masa tamne tvari u svemiru, ne dopušta prostor predmeti raspršiti u različitim smjerovima.

Međutim, hipoteza je priznanje znanstvenog svijeta dobila tek sedamdesetih godina nakon objavljivanja rezultata rada Vere Rubin. Izgradila je krivulje rotacije, koje jasno pokazuju ovisnost brzine materije galaksije na udaljenosti koja ga odvaja od središta sustava. Suprotno teorijskim pretpostavkama, pokazalo se da brzine zvijezda dok se odmaknu od galaktičkog središta ne smanjuju, već se povećavaju. Objasniti takvo ponašanje zvijezda moglo bi biti samo prisutnost galaksije halo, koja ispunjava tamnu materiju. Astronomija se stoga suočila s potpuno neistraženim dijelom svemira.

Svojstva i sastav

Ovo je tamno vrsta materije oni su pozvani jer ih ne mogu vidjeti ni na koji postojeći način. Njegova prisutnost prepoznaje se neizravnim znakom: tamna materija stvara gravitacijsko polje, bez emaniranja potpuno elektromagnetskih valova.

Najvažniji zadatak koji je nastao prije znanstvenika, bio je dobiti odgovor na pitanje što je u ovom pitanju. Astrofizika je pokušao „popuniti” njezin uobičajen BARION tvar (barionski obzira sastoji od više ili manje istraženih protona, neutrona i elektrona). U tamnim aureole galaksija uključeni kompaktne niske emisije tipa zvijezda smeđi patuljci i ogromna, masa koja je približna Jupiterovom planetu. Međutim, takve pretpostavke nisu mogle podnijeti test. Baryonična tvar, uobičajena i poznata, stoga ne može igrati značajnu ulogu u skrivenoj masi galaksija.

Danas fizika traži nepoznate dijelove. Praktična istraživanja znanstvenika temelje se na teoriji supersimetrije mikro-svijeta, prema kojoj za svaku poznatu česticu postoji supersimetarski par. Ovdje su i čine tamnu materiju. Međutim, nije bilo dokaza o postojanju takvih čestica, možda je to u bliskoj budućnosti.

Tamna energija

Otkriće novog tipa materije nije završilo iznenađenja koja je Svemir pripremio za znanstvenike. Godine 1998. astrofizičari su predstavili još jednu priliku za usporedbu ovih teorija s činjenicama. Ove je godine obilježila eksplozija supernova u galaksiji daleko od nas. Astronomi su izmjerili udaljenost i bili su iznimno iznenađeni dobivenim podacima: zvijezda se rasplamsala mnogo dalje od onoga što bi trebalo biti prema postojećoj teoriji. Pokazalo se da se brzina proširenja Svemira s vremenom povećava: sada je mnogo veća nego prije 14 milijardi godina, kada se dogodila velika eksplozija.

Kao što znate, kako bi se ubrzao kretanje tijela, treba prenijeti energiju. Sila koja tjera svemir da se brže širi postala je poznata kao tamna energija. Ovo nije manje tajanstveni dio prostora od tamne materije. Poznato je samo da ga karakterizira ravnomjerna raspodjela u cijelom svemiru, a njegov učinak može se bilježiti samo na ogromnim kozmičkim udaljenostima.

Opet, kozmološka konstanta

Tamna energija potresla je veliku teoriju banga. Dio znanstvenog svijeta je skeptičan glede mogućnosti takve tvari i ubrzanja ekspanzije koju je prouzročio. Neki astrofizičari pokušavaju oživjeti zaboravljenu kozmološku konstatu Einsteina, koji se opet iz kategorije velike znanstvene pogreške može pretvoriti u niz radnih hipoteza. Njegova prisutnost u jednadžbama stvara antigravitost, što dovodi do ubrzanja ekspanzije. Međutim, neke posljedice prisutnosti kozmološke konstante ne slažu se s opservacijskim podacima.

Danas, tamna materija i tamna energija, koja čine većinu stvari u svemiru, zagonetke su za znanstvenike. Nema nedvosmislenog odgovora na pitanje o njihovoj prirodi. Štoviše, možda ovo nije posljednja tajna koja nas čuva od vanjskog prostora. Tamna materija i energija mogu postati pristup novim otkrićima koja mogu pretvoriti naše razmišljanje o strukturu svemira.