A sötét anyag a leginkább titokzatos és semleges anyag az univerzumban. Gravitációs hatása magyarázza a galaxisok forgását, a klaszterek mozgását és az egész világegyetem legnagyobb léptékű szerkezetét. De kisebb méretben ez túl kicsi ahhoz, hogy befolyásolja a Naprendszer mozgását, a Föld anyagát, vagy az ember eredetét és fejlődését. Ennek ellenére a sötét anyag által biztosított gravitáció feltétlenül nélkülözhetetlen azokhoz a nyers alkotóelemekhez, amelyek alkotják a miénk életet, és egy olyan bolygót, mint a Föld. Sötét anyag nélkül egyáltalán nem lehet élet az univerzumban.
A csillagok az univerzumban látható fény 100% -át termelik, tömegének csak 2% -át. Ha megvizsgáljuk a galaxisok, klaszterek és még sok más mozgást, azt találjuk, hogy a gravitációs tömeg 50-szer nagyobb, mint a csillagtömeg. Azt gondolhatnánk, hogy más közönséges anyagfajták megmagyarázhatják ezt a különbséget. Végül is a csillagokon kívül sok más anyagfajtát fedeztünk fel az univerzumban:
- egy csillag maradványai, például fehér törpék, neutroncsillagok és fekete lyukak;
- aszteroidák, bolygók és egyéb tárgyak, amelyek tömege túl kicsi ahhoz, hogy csillagok legyenek;
- semleges gáz a galaxisokban és a közöttük lévő tér;
- porgátló könnyű és ködös régiók;
- ionizált plazma, amely gazdag az intergalaktikus közegben.
A rendes anyag mindegyik formája - vagy az anyag, amely eredetileg ugyanazokból a dolgokból állt, amelyek vagyunk: protonok, neutronok és elektronok - hozzájárulnak. Különösen a gáz és a plazma járul hozzá több, mint az univerzum összes csillagának összege. De ha ezeket az összetevőket összeadjuk is, akkor a gravitáció megmagyarázásához szükséges összes anyagmennyiségnek csupán 15-17% -át kapjuk. A látott mozgás fennmaradó részéhez olyan anyagfajtára van szükség, amely nemcsak különbözik a protonoktól, neutronoktól és elektronoktól, hanem nem felel meg sem a standard modell ismert részecskéinek. Szükségünk van valamilyen sötét anyagra.
Promóciós videó:
A tudósok egy kis csoportja ellenzi a láthatatlan tömegforrás hozzáadását, hanem a gravitációs törvények megváltoztatását. Egy ilyen modellnek nehézségei vannak, beleértve a megfigyelések teljes sorozatának reprodukálhatatlanságát, ideértve az egyes galaxisok mozgását a klaszterekben, a kozmikus mikrohullámú hátteret, a galaxis klaszterek ütközéseit és az Univerzum megfigyelt nagyméretű struktúrájának óriási kozmikus hálózatát. Van még egy fontos bizonyíték, amely a sötét anyag létezésére utal. Meg fog lepődni, de ez a mi létezésünk.
Meglepni fogja, hogy nemcsak a sötét anyagokra van szükség az asztrofizikai jelenségek, például a galaktikus forgás, a klaszterek mozgása és ütközésük megmagyarázására, hanem az élet eredeti erejének magyarázatára is.
Hogy megértsük miért, meg kell emlékezni arra, hogy az Univerzum egy forró és sűrű állapotban - a Nagyrobbanásban - kezdődött, amikor minden egy különálló, szabad, nagy energiájú részecskék gyakorlatilag homogén tengerének formájában volt. Ahogy az univerzum lehűlt és kibővült, protonok, neutronok és a legkisebb magok (hidrogén, hélium, deutérium és egy kis lítium) képződtek, de semmi más. Csak tíz vagy százmillió évvel ezelőtt ez az anyag elég sűrű régiókba zuhant, hogy csillagokat és végül galaxiseket képezzen.
Mindez történt, bár kissé másképp, sötét anyaggal vagy anélkül. De ahhoz, hogy az élet bőségesen szaporodjon - szén, oxigén, nitrogén, foszfor, kén -, azokat az univerzum legtökéletesebb csillagai magjában kell olvasztani. Nem teszi sem forrássá, sem hidegbe; Annak érdekében, hogy szilárd bolygók, szerves molekulák és élet alakuljanak ki, előbb ezeket a nehéz atomokat el kell dobni a csillagközi közegbe, ahol már csillagokká válnak, a következő generációk során. Ehhez szupernóva robbanás szükséges.
Nagyon részletesen figyeltük ezeket a robbanásokat, és különösen tudtuk, hogy milyen gyorsan ürítik ki ezt az anyagot a csillagok halálos pillanataiban: másodpercenként több ezer kilométer alatt. (A Cas A szupernóva maradványai 5000 és akár 14 500 km / s sebességgel is kidobtak anyagot!). Noha ez a szám kicsinek tűnhet, különös tekintettel a fény sebességére, ne feledje, hogy saját csillagunk a Tejút körül csak 220 km / s sebességgel kering. Ha a Nap legalább háromszor gyorsabban forog, akkor már kívül leszünk galaxisunk gravitációs vonzásán - ki leszek dobva.
A szupernóva maradványai nehezebb anyagokat bocsátanak ki, de a diffúz, hosszúkás sötét anyag-halo erős gravitációs húzásának köszönhetően ezen tömeg nagy részét saját galaxisunkban fogjuk tartani. Az idő múlásával az anyag visszatér a normál anyagban gazdag normál régiókba, semleges molekuláris felhőket képez, és az alapja lesz a csillagok, bolygók következő generációinak, és ami még érdekesebb, a szerves molekuláris kombinációk.
De a galaxist körülvevő hatalmas sötét anyag-halo további vonzása nélkül a szupernóvából kiürült anyag túlnyomó része örökre elhagyná a galaxist. Mindig lebeg majd a interlaktikus környezetben, de soha nem lesz része a csillagrendszerek jövő generációinak. A sötét anyag nélküli világegyetemben csillagok és galaxisok lennének, de a bolygók csak gáz óriások lennének, nem lenne szilárd világ, sem folyékony víz, sem az élet. A hatalmas csillagok generációi által biztosított nehéz elemek sokasága nélkül a molekuláris élet nem létezne.
Kiderült, hogy a sötét anyag hatalmas halogénje, amely körülveszi galaxisunkat, amely lehetővé tette a szén alapú élet kialakulását, amely otthont választott a Földnek - vagy valami másnak - mindezt megköszönni kell. Ahogyan egyre mélyebben belemerülünk a világegyetem alapelveibe, megértjük, hogy a sötét anyag feltétlenül szükséges az élet megjelenéséhez. Nélkül nem lenne kémia, komplex elemek, biológia, szilárd bolygók, élet - és mi.
ILYA KHEL