Spørsmålet om universets opprinnelse, dets fortid og fremtid har bekymret folk i uminnelige tider. I mange århundrer har teorier oppstått og tilbakevist, og tilbyr et bilde av verden basert på kjente data. Et grunnleggende sjokk for den vitenskapelige verden var Einsteins relativitetsteori. Hun ga også et stort bidrag til å forstå prosessene som danner universet. Relativitetsteorien kunne imidlertid ikke hevde å være den ultimate sannheten, som ikke krever noen tillegg. Forbedring av teknologier gjorde det mulig for astronomer å gjøre tidligere utenkelige funn som krevde en ny teoretisk base eller en betydelig utvidelse av eksisterende bestemmelser. Et slikt fenomen er mørk materie. Men først ting først.
tilfeller av svunne dager
For å forstå begrepet "mørk materie" la oss gå tilbake til begynnelsen av forrige århundre. På den tiden dominerte ideen om universet som en stasjonær struktur. I mellomtiden antok den generelle relativitetsteorien (GR) at tiltrekningskraften før eller senere ville føre til at alle romobjekter "stikker" til en enkelt ball, det ville skje slikk alt gravitasjonskollaps. Det er ingen frastøtende krefter mellom romobjekter. Gjensidig tiltrekning kompenseres av sentrifugalkrefter som skaper en konstant bevegelse av stjerner, planeter og andre kropper. På denne måten opprettholdes balansen i systemet.
For å forhindre den teoretiske kollapsen av universet, introduserte Einstein en kosmologisk konstant - en verdi som bringer systemet til den nødvendige stasjonære tilstanden, men som samtidig faktisk er oppfunnet uten åpenbare grunner.
Utvidende univers
Beregningene og oppdagelsene til Friedman og Hubble har vist at det ikke er behov for å bryte de harmoniske ligningene til generell relativitet ved hjelp av en ny konstant. Det har blitt bevist, og i dag er dette faktum praktisk t alt hevet over tvil, at universet utvider seg, det hadde en gang en begynnelse, og det kan ikke være snakk om stasjonaritet. Videre utvikling av kosmologi førte til fremveksten av big bang-teorien. Hovedbekreftelsen av de nye antakelsene er den observerte økningen i avstanden mellom galakser over tid. Det var målingen av hastigheten på fjerning fra hverandre av nærliggende romsystemer som førte til dannelsen av hypotesen om at det er mørk materie og mørk energi.
Data ikke samsvarer med teori
Fritz Zwicky i 1931, og deretter Jan Oort i 1932 og på 1960-tallet, t alte massen av stoffet til galakser i en fjern klynge og dens forhold til hastigheten på deres fjerning fra hverandre. Fra tid til annen kom forskerne til de samme konklusjonene: denne mengden materie er ikke nok til at tyngdekraften skapt av den skal kunne holdesammen galakser som beveger seg i så høye hastigheter. Zwicky og Oort antydet at det er en skjult masse, universets mørke materie, som ikke tillater romobjekter å spre seg i forskjellige retninger.
Hypotesen ble imidlertid anerkjent av den vitenskapelige verden først på syttitallet, etter kunngjøringen av resultatene av arbeidet til Vera Rubin.
Hun bygde rotasjonskurver som tydelig viser avhengigheten av bevegelseshastigheten til materiene i galaksen av avstanden som skiller den fra midten av systemet. I motsetning til teoretiske antakelser viste det seg at hastigheten til stjerner ikke avtar når de beveger seg bort fra det galaktiske sentrum, men øker. Slik oppførsel av armaturene kunne bare forklares ved tilstedeværelsen av en halo i galaksen, som er fylt med mørk materie. Astronomi står derfor overfor en fullstendig uutforsket del av universet.
Egenskaper og sammensetning
Mørk denne typen materie kalles fordi den ikke kan sees på noen eksisterende måte. Dens tilstedeværelse gjenkjennes av et indirekte tegn: mørk materie skaper et gravitasjonsfelt, mens den ikke sender ut fullstendig elektromagnetiske bølger.
Den viktigste oppgaven som dukket opp for forskere var å få svar på spørsmålet om hva denne saken består av. Astrofysikere prøvde å "fylle" den med vanlig baryonmaterie (baryonmaterie består av mer eller mindre studerte protoner, nøytroner og elektroner). Den mørke glorie av galakser inkluderte kompakte, svakt utstrålende stjerner av denne typenbrune dverger og enorme planeter nær Jupiter i masse. Disse forutsetningene har imidlertid ikke stått til gransking. Baryonmaterie, kjent og kjent, kan derfor ikke spille noen vesentlig rolle i den skjulte massen av galakser.
I dag leter fysikk etter ukjente komponenter. Den praktiske forskningen til forskere er basert på teorien om supersymmetri av mikrokosmos, ifølge hvilken det for hver kjent partikkel er et supersymmetrisk par. Dette er de som utgjør mørk materie. Imidlertid er det ennå ikke innhentet bevis for at slike partikler finnes, kanskje dette er en sak for nær fremtid.
Mørk energi
Oppdagelsen av en ny type materie gjorde ikke slutt på overraskelsene som universet forberedte for forskere. I 1998 fikk astrofysikere en ny sjanse til å sammenligne teoriene med fakta. Dette året var preget av eksplosjonen av en supernova i en galakse langt fra oss.
Astronomer målte avstanden til den og ble ekstremt overrasket over dataene som ble oppnådd: stjernen blusset opp mye lenger enn den burde ha vært i henhold til den eksisterende teorien. Det viste seg at universets ekspansjonshastighet øker med tiden: nå er den mye høyere enn den var for 14 milliarder år siden, da big bang skal ha skjedd.
Som du vet, for å akselerere kroppens bevegelser, må den overføre energi. Kraften som får universet til å utvide seg raskere har blitt kjent som mørk energi. Dette er ikke mindre mystisk del av kosmos enn mørk materie. Det er bare kjent at det er karakteristiskensartet fordeling i hele universet, og dets innvirkning kan bare registreres på enorme kosmiske avstander.
Og igjen den kosmologiske konstanten
Mørk energi har rystet big bang-teorien. En del av den vitenskapelige verden er skeptisk til muligheten for et slikt stoff og akselerasjonen av ekspansjon forårsaket av det. Noen astrofysikere prøver å gjenopplive den glemte Einsteins kosmologiske konstant, som igjen fra kategorien en stor vitenskapelig feil kan gå inn i antall arbeidshypoteser. Dens tilstedeværelse i ligningene skaper anti-tyngdekraft, noe som fører til en akselerasjon av ekspansjon. Noen av konsekvensene av tilstedeværelsen av den kosmologiske konstanten stemmer imidlertid ikke overens med observasjonsdataene.
I dag er mørk materie og mørk energi, som utgjør det meste av materien i universet, mysterier for forskere. Det finnes ikke noe enkelt svar på spørsmålet om deres natur. Dessuten er kanskje ikke dette den siste hemmeligheten som rommet holder fra oss. Mørk materie og energi kan bli terskelen for nye oppdagelser som kan snu vår forståelse av universets struktur.
