Enhver af os, der mindst én gang har hørt om "mørk materie", men ikke alle er i stand til korrekt at forklare, hvad det er. Måske vil der ikke være behov for disse forklaringer, fordi den seneste forskning sætter spørgsmålstegn ved eksistensen af "mørk materie" som sådan.
GALAKTISK ANOMALI
Den "mørke materie" -hypotese opstod i et forsøg på at forstå arten af den anomali observeret af astronomer.
I 1922 kom hollænderen Jacobus Kaptein, der studerede bevægelsen af stjerner, til den konklusion, at en betydelig del af sagen i galaksen er usynlig - i hans arbejde, sandsynligvis, blev udtrykket "Dark Matter" først brugt. Ti år senere blev hypotesen understøttet af radioastronom Jan Oort, men den blev udbredt et år senere, da den schweiziske astrofysiker Fritz Zwicky beregnet radialhastighederne for otte galakser beliggende på kanten af Comaklyngen (Coma-konstellation) og sammenlignede de opnåede data med lignende, men beregnet med ved hjælp af klyngens tilsyneladende lysstyrke. Han fandt ud af, at for at opretholde stabilitet, må klyngens samlede masse være fire hundrede gange større end dens stjerners masse. Baseret på dette foreslog Zwicky, at der er en betydelig forsyning med stof i klyngen, som forbliver usynlig for os,men har den stærkeste gravitationseffekt på galakser. Zwicky begik en fejl i beregningerne efter en størrelsesorden, men mere omhyggelige målinger bekræftede: Koma-klyngens masse, hvis beregnet på to forskellige måder, konvergerer ikke resultatet markant!
Før generaliseringer blev foretaget, var det imidlertid påkrævet at bevise, at en sådan effekt er udbredt i det overskuelige rum. I 1939 opdagede den amerikanske astronom Hores Babok, der studerede den nærmeste galakse M 31 (Andromeda Nebula), at stjernernes rotationshastighed ikke falder, som forudsagt af himmelmekanik, omvendt proportional med afstanden, men forbliver næsten konstant. Dette betyder, at galaksen langs hele dens længde indeholder en betydelig masse usynlig stof. Babok associerede dog ikke afviket med en uforståelig "mørk materie", men foreslog, at der i den ydre del af M 31 finder sted nogle processer, der ændrer dens dynamik.
MØRKER MØRK
Salgsfremmende video:
Astronomer vendte tilbage til hypotesen om "mørk materie" i 1960'erne, da nye præcise instrumenter til at studere universet dukkede op. Og i 1975 talte Vera Rubin og Kent Ford på en konference i American Astronomical Society, der sagde, at de havde formået at få pålidelige data, der indikerer et betydeligt misforhold mellem teorien om massedistribution i galakser og den observerede virkelighed. Forskere brugte den mest moderne spektrograf, der gjorde det muligt at bestemme rotationshastigheden af spiralgalaksenes grene, selv "set fra kanten." Og de fandt, at langt de fleste stjerner i galakser bevæger sig i deres baner med den samme vinkelhastighed, hvilket bekræfter den utrolige antagelse: massetætheden i galakser er jævnt fordelt. Efter yderligere tre år blev observationerne uafhængigt bekræftet.og i 1980 anerkendte det astronomiske samfund endelig gyldigheden af konklusionerne. Samtidig konstaterede Rubin, at galakser skal indeholde en mængde usynlig stof, der er seks gange større end den, som vi kan se gennem teleskoper, for at teorien skal være i overensstemmelse med praksis.
På samme tid begyndte andre beviser at ankomme. For det første afslørede studiet af bevægelse i systemer med dobbeltgalakser den kolossale indflydelse af "mørkt stof", hvilket klart overtræder de klassiske love for himmelmekanikken. For det andet, uden tilstedeværelsen af "mørkt stof", ville elliptiske galakser hurtigt miste deres varme gas, hvilket ikke ses. For det tredje bøjer "mørkt stof" i sig selv lys, hvilket afsløres i effekten af gravitationslinsering.
I dag accepteres det generelt, at andelen af "mørk stof" er 84,5% af alt stof indeholdt i universet.
Søger efter det ukendte
Ideen om”mørk materie” viste sig at være efterspurgt af kosmologer, når de ikke kunne opdage inhomogeniteten i reliktstrålingen (kosmisk mikrobølgebakgrund) forudsagt af teorien om universets oprindelse og forklare galaktiske strukturer udseendet gennem dette. Indførelsen af nogle partikler i modellen, som næsten ikke interagerer med almindeligt stof, men meget tungt, gjorde det muligt at omgå den vanskelighed, der var opstået. I begyndelsen af 1990'erne blev uhomogeniteten af reliktstrålingen ikke desto mindre afsløret ved hjælp af det orbitale observatorium COBE. Det så ud til, at spørgsmålet var lukket, men "mørk sag" har allerede fascineret forskere så meget, at de ikke opgav det, men tværtimod begyndte at lede efter en "bærer" på det subatomære niveau.
Problemet er, at "mørkt stof" ikke interagerer med elektromagnetisk stråling (inklusive synligt lys), så det kan ikke detekteres ved traditionelle metoder. Værre er, studiet af bevægelsen af fire hundrede stjerner beliggende inden for en radius på 13.000 lysår fra solen viste ikke nogen indflydelse af "mørkt stof", og forskere måtte konkludere, at det er ubetydelig i vores område af rummet (ca. 500 gram på jordens volumen), dvs. at registrere en partikel af et sådant stof er utroligt vanskeligt, hvis ikke umuligt. Fysikere forsøgte at løse problemet teoretisk ved at definere parametrene for et hypotetisk stof baseret på standardmodellen for elementære partikler. Neutrinoer (men de er for lette) og sådanne hypotetiske partikler som aksioner, kosmoner, gravitoner, geijinos, wimps, blev betragtet som kandidater.magnetiske monopoler osv. Den observerede fordeling af”mørk materie” i rummet rejser også spørgsmål: når alt kommer til alt, hvis det interagerer med almindeligt stof gennem tyngdekraften, skal det drages til galaksernes centre på samme måde som almindeligt stof, men dette sker ikke.
Det er tydeligt, at skævhederne i opførelsen af "mørk materie" medfører instinktiv protest fra en række fysikere, så de nægter at erkende dens eksistens, hvilket forklarer anomalierne i fordelingen af galaktiske masser på andre måder. F.eks. Mener ovennævnte Vera Rubin, at det er klogere at forfine klassiske teorier end at introducere en grundlæggende ny klasse af subatomære partikler i modellen. Hun er tilhænger af Modificeret Newtonian Dynamics (MOND), foreslået af Mordechai Milgrom i 1983 og stadig marginal.
Dog ser det ud til, at den seneste forskning snart vil tvinge den videnskabelige verden til at overveje sin holdning til "mørk materie". En gruppe fysikere fra Case Western Reserve University (Cleveland, Ohio) offentliggjorde en artikel den 19. september 2016, der analyserede resultaterne af observationer af 153 galakser ved hjælp af det infrarøde teleskop Spitzer, og begge spiralgalakser som vores og galakser med uregelmæssig form faldt i synsfeltet og gigantiske galakser og dværge. Undersøgelsen blev udført for at afklare graden af indflydelse af "mørkt stof" på stjernernes rotation. Og pludselig viste det sig, at der overhovedet ikke var nogen indflydelse, og de kendte afvigelser blev perfekt forklaret af fordelingen af normal stof.
Forfatterne af opdagelsen antyder, at deres resultater grundlæggende er i strid med tidligere, fordi billeder i det infrarøde område for første gang blev brugt til at estimere massen af fjerne astronomiske objekter og ikke i synligt lys. Mange af disse objekter ser meget svage ud, hvilket sandsynligvis førte til fejl i beregningen af deres reelle masse.
Hvis dataene bekræftes, kan den kosmologiske model, der er baseret på hypotesen om eksistensen af "mørk stof", sikkert afvises, og endda uden at ty til revision af klassisk fysik.
Anton Pervushin