Kas yra tamsioji materija?
Tamsioji materija yra materijos rūšis, sudaryta iš mažų dalelių, kurios nesąveikauja su įprasta materija ir neskleidžia elektromagnetinės spinduliuotės. Tai reiškia, kad jie negali generuoti, atspindėti ar sugerti šviesos. Dėl šios priežasties tamsioji materija yra skaidri ir jos negalima pamatyti plika akimi.
Atminkite, kad kalbėdami apie materiją, mes turime omenyje bet kokį kūną ar medžiagą, kuri užima vietą erdvėje ir turi masę bei tūrį. Tamsioji materija atitinka šias savybes, nors jos neįmanoma pamatyti.
Taigi, jei tamsioji materija yra skaidri, iš kur mes žinome, kad ji egzistuoja? Jo egzistavimas yra žinomas dėl visatos sukeliamų padarinių, tokių kaip žvaigždžių poslinkis ar jų skleidžiamos šviesos iškraipymas. Manoma, kad tamsioji materija gali turėti įtakos ir reiškiniams, ir kitiems.
Tamsiosios materijos tyrimas yra nepaprastai svarbus, nes tai leistų mums suprasti žvaigždžių struktūrų veikimą. Tai taip pat padėtų iššifruoti tai, kas įvyko per pradinę visatos susiformavimo akimirką, geriau žinomą kaip Didysis sprogimas.
Tamsiosios medžiagos sudėtis
Nors tamsiosios materijos egzistavimas yra mokslo įrodytas faktas, nėra labai aišku, iš ko ji padaryta. Žinoma, kad tamsioji materija nėra sudaryta iš protonų ar neutronų (barionų). Tada atsiranda du pagrindiniai komponentai:
Nebarijoninė medžiaga (WIMP)
Nebarijoninę medžiagą sudarytų vadinamosios silpnos sąveikos masyviosios dalelės, geriau žinomos kaip WIMP (iš anglų, silpnai sąveikaujančios masyvios dalelės). Jos yra mažesnės už atomą dalelės ir turi galimybę sąveikauti su matoma medžiaga per gravitacijos jėgą.
Jų egzistavimas yra hipotetinis ir manoma, kad jei jie egzistuotų, jie būtų labai šalti, turėtų daug masės ir judėtų labai lėtai.
MACHO
Masyvūs „Galactic Halo“ arba „MACHO“ objektai (iš anglų kalbos Masyvus astrofizinis kompaktiškas aureolės objektas) sudaro klajojančios planetos, žlugusios žvaigždės ir juodosios skylės, kurios yra erdvės regionai, turintys didelę gravitacinę jėgą.
Nors gali būti, kad jie yra tamsiosios medžiagos dalis, jų proporcija WIMP atžvilgiu būtų labai maža.
Taip pat žiūrėkite „Materija“
Kaip buvo aptikta tamsioji materija?
Tamsioji materija iš esmės buvo tik teorija. 1933 m. Šveicarijos astronomas ir fizikas Fritzas Zwicky iškėlė galimybę, kad egzistuoja neaptinkama materija, galinti paveikti judesius, vykstančius galaktikos spiečiuje, vadinamame „Coma“.
Spalis yra žvaigždžių rinkinys, kuris traukia viena kitą dėl savo traukos jėgos. Zwicky, taikydamas mokslinį metodą, atrado, kad bendra tiriamo klasterio masė buvo maždaug 400 kartų didesnė, nei buvo apskaičiuota. Dėl šios priežasties jis padarė išvadą, kad yra nematomos medžiagos tipas, kuris prideda papildomos masės visai šiai žvaigždžių grupei.
Aštuntajame dešimtmetyje astronomė Vera Rubin atrado, kad Andromedos galaktikos žvaigždės juda tuo pačiu greičiu, nepaisant jų vietos. Šis greičio vienodumas leido manyti, kad yra kažkas dar nematyto pobūdžio, kuris masę papildė šiomis žvaigždėmis.
Rubino indėlis buvo būtinas klojant tamsiosios materijos egzistavimo pagrindus, o tai buvo pakartotinai įrodyta įvairiais pastebėjimais. Vienas svarbiausių buvo beveik vien tik tamsiosios medžiagos sudaryta VIRGOHI21 galaktika.
2021 m. Gautas išsamiausias tamsiosios medžiagos pasiskirstymo žemėlapis, sukurtas Víctor M. Blanco teleskopo, esančio Čilėje. Žemėlapis rodo, kad tamsioji materija yra daug plačiau paplitusi visatoje, nei manyta iš pradžių, o tai atveria naujus požiūrius astronomijos ir fizikos srityje.
Kaip stebima tamsioji materija?
Kadangi tamsioji materija iš tikrųjų yra skaidri, nėra tiesioginio stebėjimo metodo, kuris galėtų lengvai įrodyti jo egzistavimą. Tačiau yra ir kitų metodų. Dažniausiai naudojami:
Gravitaciniai lęšiai
Gravitacinis objektyvas yra reiškinys, atsirandantis, kai labai tolimo žvaigždinio kūno šviesa yra iškraipoma esant kitam masyviam kūnui, pavyzdžiui, galaktikai, planetai, Saulei ir kt.
Šio kreivės formos iškraipymo matas naudojamas nustatyti jį sukėlusio objekto masei. Masės ir šviesumo atitikimas gali parodyti tamsiosios medžiagos buvimą, nes kuo didesnis šviesumas, tuo daugiau tamsiosios medžiagos yra tiriamame kūne.
Gama spindulių teleskopai
Paukščių Tako, mūsų galaktikos, centre yra labai intensyvi šviesos aureolė, susidedanti iš gama spindulių, vadinamo Galaktikos centro GeV pertekliumi. Manoma, kad tą aureolę sukuria tamsioji materija, kuri sunaikina save.
Nors tamsioji materija negali skleisti ar atspindėti šviesos, yra hipotezė, kad susidūrus dviem tamsiosios medžiagos dalelėms, labai silpnu mastu gali išsiskirti gama spinduliai. Šis rezultatas vadinamas „tamsiosios medžiagos sunaikinimu“.
Gama spindulių teleskopai atvaizduoja visatą ieškodami šaltinio, iš kurio kilęs šio tipo šviesumas, ir įtariama, kad radus gama spindulius jis aptinka ir tamsiąją medžiagą. Garsiausias yra „Fermi Gamma Ray“ kosminis teleskopas.
Tamsi energija
Nors juos galima supainioti kaip sinonimus, tamsioji materija ir tamsioji energija yra dvi skirtingos sąvokos.
Tamsioji energija yra energijos forma, egzistuojanti kosmose, kuri daro tokį atstumiantį spaudimą, kad neutralizuoja gravitacijos poveikį ir prisideda prie pagreitinto visatos plėtimosi.
Tamsi energija sudaro beveik 70% kosmoso masės, tačiau kaip ir tamsioji materija, apie jos funkciją ir sudėtį vis dar nežinoma.
Visatoje egzistuoja tiek tamsioji energija, tiek tamsioji materija, tačiau tai yra du nepriklausomi reiškiniai.
Taip pat žiūrėkite:
- Visata
- paukščių takas
- „Galaxy“
