Bármelyikünk legalább egyszer hallott a "sötét anyagról", de nem mindenki tudja megmagyarázni, mi az. Valószínűleg nincs szükség ezekre a magyarázatokra, mert a legújabb kutatások megkérdőjelezik a "sötét anyag" létezését.
GALAKTIKAI ANALÓGIA
A „sötét anyag” hipotézis arra törekedett, hogy megértse a csillagászok által megfigyelt anomália természetét.
Jacobus Kaptein, a csillagok mozgását vizsgáló holland 1922-ben arra a következtetésre jutott, hogy a galaxisban az anyag jelentős része láthatatlan - munkájában valószínűleg a "sötét anyag" kifejezést használták először. Tíz évvel később, Jan Oort rádiócsillagász támogatta a hipotézist, de egy évvel később elterjedté vált, amikor a svájci asztrofizikus Fritz Zwicky kiszámította a Kóma klaszterének szélén elhelyezkedő nyolc galaxis sugársebességét (Kóma csillagkép), és a kapott adatokat összehasonlította hasonló, de a a klaszter látszólagos fényerejének felhasználásával. Megállapította, hogy a stabilitás fenntartása érdekében a klaszter össztömegének négyszor nagyobbnak kell lennie, mint csillagok tömegének. Ennek alapján Zwicky azt sugallta, hogy a klaszterben jelentős az anyagkészlet, amely számunkra láthatatlan marad,de a legerősebb gravitációs hatással van a galaxisokra. Zwicky nagyságrenddel hibát követett el a számításokban, ám a gondosabb mérések megerősítették: a Kóma klaszter tömege, ha kétféleképpen számolják, az nem konvergál az eredményben szignifikánsan!
Az általánosítások elvégzése előtt azonban bizonyítani kellett, hogy ez a hatás elterjedt az előrelátható térben. 1939-ben Hores Babok amerikai csillagász, a legközelebbi M 31 galaxist (Andromeda köd) tanulmányozva rájött, hogy a csillagok forgási sebessége a közepén nem csökken, amint azt az égi mechanika megjósolja, fordítottan arányos a távolság négyzetével, hanem szinte állandó. Ez azt jelenti, hogy a galaxis teljes hossza mentén jelentős tömegű láthatatlan anyagot tartalmaz. Babok ugyanakkor nem társította a rendellenességet érthetetlen "sötét anyaggal", hanem javasolta, hogy az M 31 külső részén zajlanak olyan folyamatok, amelyek megváltoztatják annak dinamikáját.
Sötétebb sötét
Promóciós videó:
A csillagászok visszatért a „sötét anyag” hipotéziséhez az 1960-as években, amikor új, pontos eszközök jelentek meg az univerzum tanulmányozására. És 1975-ben Vera Rubin és Kent Ford beszélt az Amerikai Csillagászati Társaság konferenciáján, és azt állították, hogy sikerült megbízható adatokat beszerezniük, jelezve, hogy a galaxisok tömeges eloszlása és a megfigyelt valóság között nincs jelentős eltérés. A tudósok a legmodernebb spektrográfot használták, amely lehetővé tette a spirális galaxisok ágának forgási sebességének meghatározását, még "a szélről nézve". Megállapították, hogy a galaxisok csillagok nagy többsége ugyanolyan szögsebességgel mozog pályáján, megerősítve a hihetetlen feltételezést: a galaxisokban a tömeg sűrűsége egyenletesen oszlik meg. További három év elteltével a megfigyeléseket függetlenül megerősítették.és 1980-ban a csillagászati közösség végül elismerte a következtetések érvényességét. Ugyanakkor Rubin megállapította, hogy ahhoz, hogy az elmélet összhangban legyen a gyakorlattal, a galaxisoknak hatszor nagyobb mennyiségű láthatatlan anyagot kell tartalmazniuk, mint amit a távcsövekkel láthatunk.
Ugyanakkor más bizonyítékok is megérkeztek. Először, a kettős galaxisok rendszerében a mozgás vizsgálata feltárta a "sötét anyag" kolosszális befolyását, egyértelműen megsértve a mennyei mechanika klasszikus törvényeit. Másodszor, "sötét anyag" jelenléte nélkül az elliptikus galaxisok gyorsan elveszítik forró gázukat, amit nem figyelnek meg. Harmadsorban, maga a „sötét anyag” meghajolja a fényt, amelyet a gravitációs lencse hatása fedez fel.
Manapság általánosan elfogadott, hogy a "sötét anyag" aránya az univerzumban található összes anyag 84,5% -a.
KERESÉS AZ ismeretlenre
A „sötét anyag” elképzelése akkor vált igénybe a kozmológusoktól, amikor nem tudták kimutatni az emlékezet sugárzásának (kozmikus mikrohullámú háttér) inhomogenitását az univerzum eredete elmélet által előrejelzett módon, és ezzel magyarázni a galaktikus struktúrák megjelenését. Néhány olyan részecske bevezetése a modellbe, amelyek szinte nem lépnek kölcsönhatásba a rendes anyaggal, de nagyon nehézek, lehetővé tette a felmerült nehézségek megkerülését. Az 1990-es évek elején azonban az emlékezetes sugárzás inhomogenitását a COBE orbitális obszervatórium segítségével fedezték fel. Úgy tűnt, hogy a kérdés lezárult, de a „sötét anyag” már annyira lenyűgözte a tudósokat, hogy nem hagyták el, hanem éppen ellenkezőleg, szubatómiai szinten kezdtek „hordozót” keresni.
A probléma az, hogy a "sötét anyag" nem lép kölcsönhatásba az elektromágneses sugárzással (beleértve a látható fényt is), tehát hagyományos módszerekkel nem észlelhető. Sőt, még rosszabb, hogy a Naptól 13 000 fényév sugarú körben elhelyezkedő négyszáz csillag mozgásának vizsgálata nem mutatta a "sötét anyag" befolyását, és a tudósoknak arra kellett következtetniük, hogy ez elhanyagolható a mi térségi régiónkban (körülbelül 500 gramm) hihetetlenül nehéz, ha nem is lehetetlen egy ilyen anyag részecskéjének regisztrálása. A fizikusok elméletileg megpróbálták megoldani a problémát egy hipotetikus anyag paramétereinek meghatározásával az elemi részecskék standard modellje alapján. Jelöltnek tekintették a neutrinokat (de túl könnyűek) és az olyan hipotetikus részecskéket, mint az axiók, kozmonok, gravitonok, geijinók, wimpok.mágneses monopólok stb. A "sötét anyag" megfigyelt eloszlása az űrben szintén kérdéseket vet fel: elvégre ha a gravitáció révén kölcsönhatásba lép a rendes anyaggal, akkor azt a galaxisok központjaihoz kell vonni ugyanúgy, mint a közönséget, de ez nem történik meg.
Nyilvánvaló, hogy a "sötét anyag" viselkedésének furcsa tulajdonságai számos fizikus ösztönös tiltakozást idéznek elő, ezért megtagadják annak felismerését, magyarázatot adva a galaktikus tömegek eloszlásának rendellenességeire más módon. Például a fent említett Vera Rubin úgy véli, hogy okosabb a klasszikus elméletek finomítása, mint az alapvetően új szubatomi részecskék osztályának bevezetése a modellbe. A Mordechai Milgrom által 1983-ban javasolt Modified Newtonian Dynamics (MOND) támogatója és továbbra is marginális.
Úgy tűnik azonban, hogy a legújabb kutatás hamarosan arra kényszeríti a tudományos világot, hogy újragondolja a „sötét anyaggal” kapcsolatos hozzáállását. A Case Western Reserve Egyetem (Cleveland, Ohio) fizikusinak egy csoportja 2016. szeptember 19-én publikált cikket, amelyben a Spitzer infravörös távcső segítségével 153 galaxis megfigyelésének eredményeit elemzik, és mindkét spirálgalaxia, mint a miénk, és a szabálytalan alakú galaxisok a látómezőbe estek., és az óriás galaxisok és a törpe galaxisok. A tanulmány célja annak tisztázása volt, hogy a "sötét anyag" milyen mértékben befolyásolja a csillagok forgását. És hirtelen kiderült, hogy egyáltalán nincs befolyás, és az ismert anomáliákat tökéletesen magyarázta a normál anyag eloszlása.
A felfedezés szerzői azt sugallják, hogy eredményeik alapvetően ellentétesek az előzőekkel, mivel először az infravörös tartományban lévő képeket használták a távoli csillagászati tárgyak tömegének becslésére, és nem látható fényben. Ezen tárgyak közül sok nagyon halványnak tűnik, ami valószínűleg hibákat okozott a valós tömeg kiszámításában.
Ha az adatokat megerősítik, akkor a "sötét anyag" létezésének hipotézisén alapuló kozmológiai modellt biztonságosan el lehet utasítani, még a klasszikus fizika felülvizsgálatának igénybevétele nélkül is.
Anton Pervushin