Până în prezent, oamenii de știință nu au reușit să dovedească fără echivoc existența „materiei întunecate”, care se presupune că se compune din cea mai mare parte a universului nostru.
„Materia întunecată” care înconjoară galaxii în întregul univers este invizibilă deoarece nu reflectă lumina. Prezența sa nu poate fi observată decât prin efectul gravitațional pe care îl are asupra planetelor și stelelor.
În ciuda unui experiment de 2 miliarde de dolari efectuat pe Stația Spațială Internațională și care prezintă semne ale existenței „materiei întunecate”, nu a fost niciodată observată în mod direct.
Găuri pe cer
Primul indiciu potrivit căruia ceva nu este în regulă cu calcularea masei Universului a apărut la mijlocul anilor 30 ai secolului XX. Astronomul elvețian Fritz Zwicky a măsurat viteza cu care galaxiile din Cluster-ul Coma (și acesta este unul dintre cele mai mari grupuri cunoscute de noi, include mii de galaxii) care orbitează pe un centru comun.
Rezultatul a fost descurajant: viteza galaxiilor s-a dovedit a fi mult mai mare decât s-ar fi așteptat în funcție de masa totală observată a clusterului. Aceasta a însemnat că adevărata masă a Coma Cluster a fost mult mai mare decât masa vizibilă. Dar principala cantitate de materie prezentă în această regiune a Universului, din anumite motive, rămâne invizibilă și inaccesibilă pentru observarea directă, manifestându-se doar gravitațional, adică doar ca masă.
La 40 de ani de la activitatea lui Zwicky, în anii 70, astronomul american Vera Rubin a studiat viteza de rotație în jurul centrului galactic al materiei situat la periferia galaxiilor. Măsurătorile au arătat că pentru multe galaxii această viteză rămâne aproape constantă la o distanță foarte semnificativă de centru.
Video promotional:
Aceste rezultate pot fi interpretate într-un singur mod: densitatea materiei din astfel de galaxii nu scade la deplasarea din centru, ci rămâne aproape neschimbată. Întrucât densitatea materiei vizibile (conținută în stele și în gazul interstelar) cade rapid spre periferia galaxiei, densitatea care lipsește trebuie furnizată de ceva ce, din anumite motive, nu putem vedea.
Paradoxul galactic
Pentru o explicație cantitativă a dependențelor observate ale vitezei de rotație de distanța până la centrul galaxiilor, este necesar ca acest „ceva” invizibil să fie de aproximativ 10 ori mai mare decât materia vizibilă obișnuită. Acest „ceva” se numea „materie întunecată” și rămâne în continuare cel mai intrigant mister în astrofizică.
O altă dovadă importantă a prezenței „materiei întunecate” în lumea noastră vine din calcule care simulează formarea galaxiilor, care a început la aproximativ 300 de mii de ani de la începutul Big Bang-ului. Materia pur și simplu nu ar fi trebuit să fie colectată în galaxii, pe care, totuși, le observăm în era modernă. Această problemă a fost numită paradox galactic și, de multă vreme, a fost considerată un argument serios împotriva teoriei Big Bang.
Cu toate acestea, dacă presupunem că particulele de materie obișnuită din Universul timpuriu au fost amestecate cu particule de „materie întunecată” invizibile, atunci în calcule totul se încadrează.
Se dovedește că familiarul și aparent studiat la detaliile lumii vizibile, pe care destul de recent le-am considerat aproape înțelese, este doar un mic plus la ceva din care Universul constă de fapt.
Lumea oglinzilor
În 1995, Telescopul Hubble a observat că una dintre stelele Marelui Magellanic Cloud se aprindea mai bine. Această strălucire a durat mai mult de trei luni, dar apoi steaua a revenit la starea sa naturală. Și șase ani mai târziu, un obiect abia luminos a apărut lângă stea. A fost un pitic rece care, trecând la 600 de ani lumină de stea, a creat o lentilă gravitațională care amplifică lumina. Calculele au arătat că masa acestui pitic este doar 5-10% din masa Soarelui.
În cele din urmă, teoria generală a relativității leagă fără echivoc rata de expansiune a Universului cu densitatea medie a materiei conținute în el. Dacă în realitate densitatea Universului este exact egală cu cea critică, aceasta nu poate fi o coincidență accidentală, ci este o consecință a unei proprietăți fundamentale ale lumii noastre, care încă nu trebuie înțeleasă și înțeleasă.
Cu toate acestea, noua teorie afirmă că „materia întunecată” poate conține o „lume oglindă” care ne poate schimba înțelegerea universului.
Telescopul Planck a colectat date despre perioadele care au urmat Big Bang-ului acum 13,8 miliarde de ani, arătând că unele materii misterioase constituie 26,8 la sută din materia din univers - mai mult decât se credea anterior.
Materia obișnuită - galaxii și planete, pe care le putem observa direct, este doar de aproximativ 4,9 la sută. Și orice altceva este și mai misterioasă „energie întunecată”, care, potrivit oamenilor de știință, este responsabilă de extinderea Universului.
Un fenomen nou
În acest an, o echipă internațională de cercetători a anunțat că un detector de raze cosmice la bordul ISS a detectat primul semn al existenței „materiei întunecate”.
Aceste rezultate au apărut atunci când Spectrometrul Alpha Magnetic (AMS), lansat în spațiu în urmă cu doi ani, a descoperit semne ale unui nou fenomen fizic care ar putea fi o materie ciudată și necunoscută până în prezent.
Concluziile oamenilor de știință se bazează pe excesul observat de pozitroni - particule subatomice încărcate pozitiv. Izbucnirea detectată de pozitroni ar putea fi creată prin moartea „materiei întunecate” - o substanță atât de centrală în universul nostru încât determină amenajarea stelelor și a planetelor.
Soluția finală a misterului apariției materiei misterioase poate deschide noi zone de studiu complet noi, inclusiv posibilitatea existenței mai multor universuri și a altor dimensiuni.
