Ce este materia întunecată? Există o problemă întunecată?

Problema originii universului, a trecutului și a viitorilor săi, excitat de-a lungul timpului. Timp de mai multe secole, teoriile au apărut și au respins, oferind o imagine a lumii, pe baza unor date cunoscute. Un șoc fundamental al lumii științifice a fost teoria relativității lui Einstein. A contribuit, de asemenea, la înțelegerea proceselor care formează universul. Cu toate acestea, teoria relativității nu putea susține titlul adevărului în ultima instanță, care nu necesită adăugări. Tehnologiile îmbunătățite au permis astronomilor să facă descoperiri anterioare de neconceput, ceea ce a necesitat o nouă bază teoretică sau o extindere semnificativă a dispozițiilor deja existente. Unul dintre aceste fenomene era materia întunecată. Dar despre totul în ordine.

Cazuri de zile trecute

Pentru a înțelege termenul "materie întunecată" ne vom întoarce la începutul secolului trecut. În acel moment, noțiunea de univers ca o structură staționară domina. Între timp, teoria generală a relativității (GRT) a presupus că mai devreme sau mai târziu forță de atracție va duce la "aglomerarea" tuturor obiectelor de spațiu într-o singură încurcătură, așa-numitul colaps gravitațional va avea loc. Nu există forțe de repulsie între obiectele cosmice. Interesul reciproc este compensat forțele centrifuge, creând o mișcare constantă de stele, planete și alte corpuri. Astfel, sistemul este echilibrat.

Pentru a preveni colapsul teoretic al universului, Einstein a introdus o constantă cosmologică - o cantitate care aduce sistemul la starea staționară necesară, dar de fapt este fictiv, fără motive întemeiate.

Extinderea Universului

Calcul și deschiderea Friedmann și Hubble au arătat că nu este nevoie să se rupă ecuațiile zvelte ale relativității generale folosind noua constanta. A fost dovedit, iar astăzi acest fapt nu pune la îndoială pe nimeni faptul că Universul se extinde, a început odată și nu poate continua cu staționare a vorbirii. Dezvoltarea ulterioară a cosmologiei a dus la apariția teoriei unui bang mare. Confirmarea principală a ipotezelor noi este creșterea observată cu timpul distanței dintre galaxii. Este măsurarea ratei de îndepărtare de la fiecare alte sisteme spațiale adiacente și a dus la formarea ipotezei că există materia întunecată și energia întunecată.

Datele nu sunt în concordanță cu teoria

Fritz Zwicky în 1931 și apoi Jan Oort în 1932, iar în anii 1960 erau implicați în numărarea masei de materie a galaxiilor într-un cluster aflat la distanță și a corelației sale cu viteza de îndepărtare dintre ele. Din când în când, oamenii de știință au ajuns la aceleași concluzii: această cantitate de materie nu este suficientă pentru ca gravitatea creată de ea să țină împreună galaxiile care se deplasează la viteze atât de mari. Zwicky și Oort au sugerat că există o masă ascunsă, materia întunecată a universului, care nu permite obiectelor cosmice să se împrăștie în direcții diferite.

Cu toate acestea, ipoteza a primit recunoașterea lumii științifice numai în anii șaptezeci, după anunțarea rezultatelor lucrării lui Vera Rubin. Ea a construit curbele de rotație, care demonstrează în mod clar dependența vitezei materiei galaxiei de distanța care o desparte de centrul sistemului. Spre deosebire de ipotezele teoretice, sa dovedit că vitezele stelelor care se îndepărtează de centrul galactic nu scad, ci cresc. Pentru a explica un astfel de comportament al stelelor, ar putea fi doar prezența unui halou de galaxie, care umple materia întunecată. Prin urmare, astronomia sa confruntat cu o parte complet neexplorată a universului.

Proprietăți și compoziție

Asta e întunecată un fel de materie ele sunt numite pentru că nu pot fi văzute prin nici un mijloc existent. Prezența sa este recunoscută de un semn indirect: materia întunecată creează un câmp gravitațional, fără a emite unde electromagnetice complet.

Cea mai importantă sarcină care a apărut înaintea oamenilor de știință a fost găsirea unui răspuns la întrebarea în ce constă această chestiune. Astrofizicii au încercat să o "umple" cu substanța obișnuită baryonic (materia baryonică constă din protoni, neutroni și electroni mai mult sau mai puțin studiați). Halo-ul întunecat al galaxiilor a inclus stele compacte de lumină de tip maro pitici și uriașă, masă aproximativă față de planeta Jupiter. Cu toate acestea, astfel de ipoteze nu au putut rezista testului. Problema baryonică, obișnuită și cunoscută, astfel, nu poate juca un rol semnificativ în masa ascunsă a galaxiilor.

Astăzi, fizica caută componente necunoscute. investigații practice bazate pe teoria științifică microcosmos SUSY, prin care pentru fiecare particulă cunoscută există SUSY cu abur. Aici sunt și fac materia întunecată. Cu toate acestea, nu a existat nici o dovadă a existenței unor astfel de particule, poate că aceasta este problema pentru viitorul apropiat.

Energie întunecată

Descoperirea unui nou tip de materie nu a pus capăt surprizelor pe care universul le-a pregătit pentru oamenii de știință. În 1998, astrofizicii au prezentat o altă șansă de a compara aceste teorii cu fapte. Anul acesta a fost marcat de o explozie supernovă într-o galaxie departe de noi. Astronomii au măsurat distanța până la ea și este foarte surprins de datele primite: stea țîșnit mult mai departe decât ar fi trebuit, conform teoriei existente. Sa constatat că, în timp, rata de expansiune este în creștere: este acum mult mai mare decât era acum 14 miliarde de ani, cand probabil a existat o mare explozie.

După cum știți, pentru a accelera mișcarea corpului, trebuie să transfere energie. Forța care forțează universul să se extindă mai repede a devenit cunoscută sub numele de energie întunecată. Aceasta nu este o parte mai puțin misterioasă a spațiului decât materia întunecată. Se știe doar că se caracterizează printr-o distribuție uniformă în tot universul, iar efectul său poate fi înregistrat numai la distanțe cosmice enorme.

Din nou, constanta cosmologică

Energia întunecată a zguduit teoria bangului mare. O parte a lumii științifice este sceptică cu privire la posibilitatea unei astfel de substanțe și la accelerarea extinderii pe care a provocat-o. Unii astrofiziciști încearcă să revigoreze constanta cosmologică uitată a lui Einstein, care din nou din categoria unei erori științifice mari se poate transforma într-o serie de ipoteze de lucru. Prezența sa în ecuații creează antigravitate, ceea ce duce la o accelerare a expansiunii. Cu toate acestea, unele consecințe ale prezenței constantei cosmologice nu sunt de acord cu datele observaționale.

Astăzi, materia întunecată și energia întunecată, care alcătuiesc cea mai mare parte a problemei din univers, sunt puzzle-uri pentru oamenii de știință. Nu există un răspuns neechivoc la întrebarea despre natura lor. Mai mult, poate că nu este ultimul secret care ne ține de spațiul cosmic. Materia întunecată și energia pot deveni o poartă către noi descoperiri care ne pot transforma gândirea în legătură cu structura universului.