Какво е тъмна материя?
Тъмната материя е вид материя, съставена от малки частици, които не взаимодействат с обикновената материя и не излъчват електромагнитно излъчване. Това означава, че те не могат да генерират, отразяват или абсорбират светлина. По тази причина тъмната материя е прозрачна и не може да се види с просто око.
Не забравяйте, че когато говорим за материя, ние се позоваваме на всяко тяло или материал, който заема място в пространството и има маса и обем. Тъмната материя отговаря на тези характеристики, въпреки че не е възможно да се види.
И така, ако тъмната материя е прозрачна, как да разберем, че тя съществува? Неговото съществуване е известно поради ефектите, които причинява във Вселената, като изместване на звездите или изкривяване на светлината, която излъчват. Смята се, че както явленията, така и други могат да бъдат повлияни от тъмната материя.
Изследването на тъмната материя е от първостепенно значение, тъй като ще ни позволи да разберем функционирането на звездните структури. Също така би помогнало да се дешифрира какво се е случило през началния момент, в който се е образувала Вселената, по-известен като Големия взрив.
Състав на тъмната материя
Въпреки че съществуването на тъмна материя е факт, доказан от науката, не е много ясно от какво е направена. Известно е, че тъмната материя не се състои от протони или неутрони (барионна материя). Тогава възниква съществуването на два основни компонента:
Небарионна материя (WIMP)
Небарионната материя ще се състои от така наречените масивни частици с слабо взаимодействие, по-известни като WIMP (от английски, слабо взаимодействащи масивни частици). Те са частици, по-малки от атом и имат способността да взаимодействат с видимата материя чрез силата на гравитацията.
Тяхното съществуване е хипотетично и се смята, че ако са съществували, ще са много студени, ще имат голямо количество маса и ще се движат много бавно.
MACHO's
Масивните обекти на галактическия ореол или MACHO's (от англ Масивен астрофизичен компактен ореол) са съставени от блуждаещи планети, неуспешни звезди и черни дупки, които са области на космоса с голямо гравитационно привличане.
Въпреки че е възможно те да са част от тъмната материя, техният дял би бил много нисък по отношение на WIMP.
Вижте също Материя
Как беше открита тъмната материя?
Тъмната материя по принцип беше просто теория. През 1933 г. швейцарският астроном и физик Фриц Цвики повдигна възможността да съществува вид неоткриваема материя, която може да повлияе на движенията, възникващи в галактически клъстер, наречен Кома.
Клъстерът е набор от звезди, които се привличат взаимно поради своята гравитационна сила. И Цвики откри, чрез прилагането на научния метод, че общата маса на изследвания клъстер е около 400 пъти по-голяма от изчислената. Поради тази причина той заключи, че има вид невидима материя, която добавя допълнителна маса към цялата тази група звезди.
През 70-те години астрономът Вера Рубин открива, че звездите в галактиката Андромеда се движат със същата скорост, независимо от местоположението им. Тази еднородност в скоростта предполага, че има нещо друго с невидим характер, което добавя маса към тези звезди.
Приносът на Рубин е от съществено значение за полагането на основите за съществуването на тъмната материя, което се доказва отново и отново с различни наблюдения. Едно от най-важните беше откриването през 2005 г. на галактиката VIRGOHI21, съставена почти изцяло от тъмна материя.
През 2021 г. е получена най-подробната карта за разпространението на тъмната материя, създадена от телескопа Víctor M. Blanco, разположен в Чили. Картата показва, че тъмната материя е много по-широко разпространена във Вселената, отколкото се е смятало първоначално, което отваря нови подходи в областта на астрономията и физиката.
Как се наблюдава тъмната материя?
Тъй като тъмната материя всъщност е прозрачна, няма метод за пряко наблюдение, който лесно да докаже нейното съществуване. Има обаче и други методи. Най-използваните са:
Гравитационни лещи
Гравитационната леща е явление, което се случва, когато светлината от много далечно звездно тяло се изкривява в присъствието на друго масивно тяло, като галактика, планета, Слънце и т.н.
Измерването на това изкривяване, което е оформено като крива, се използва за определяне на масата на обекта, който го е причинил. Съответствието между масата и светимостта може да показва наличието на тъмна материя, тъй като колкото по-висока е светимостта, толкова повече тъмна материя съдържа изследваното тяло.
Гама лъчи телескопи
В центъра на Млечния път, нашата галактика, има много интензивен ореол от светлина, съставен от гама лъчи, наречен Excess GeV на галактическия център. И се смята, че този ореол се генерира от тъмната материя, която се унищожава.
Въпреки че тъмната материя не може да излъчва или отразява светлина, има хипотеза, че сблъсъкът на две частици тъмна материя може да генерира излъчване на гама лъчи в много слаб мащаб. Този резултат се нарича „унищожаване на тъмната материя“.
Гама-лъчевите телескопи картографират Вселената в търсене на източника, произхождащ от този тип светимост и се подозира, че когато намира гама-лъчи, той открива и тъмна материя. Най-известният е космическият телескоп Fermi Gamma Ray.
Тъмна енергия
Въпреки че те могат да бъдат объркани като синоними, тъмната материя и тъмната енергия са две различни понятия.
Тъмната енергия е форма на енергия, съществуваща в космоса, която оказва толкова отблъскващ натиск, че противодейства на ефекта на гравитацията и допринася за ускореното разширяване на Вселената.
Тъмната енергия съставлява почти 70% от масата в космоса, но подобно на тъмната материя, все още не се знае много за нейната функция и състав.
Както тъмната енергия, така и тъмната материя съществуват едновременно във Вселената, но те са две независими явления.
Вижте също:
- Вселена
- млечен път
- Галактика
