Czym jest ciemna materia i jak naukowcy rozumieli jej istnienie?

Czym jest ciemna materia i jak naukowcy rozumieli jej istnienie?
Anonim

Odpowiedź:

Krótka odpowiedź? Nie mamy absolutnie żadnego pomysłu, a galaktyki wirują (w sposób) zbyt szybko, aby ich widzialna materia mogła je utrzymać.

Wyjaśnienie:

Moglibyśmy lepiej sobie z tym poradzić na odwrót - po pierwsze zauważono, krótko po tym, jak odkryliśmy, że wiele „chmur” (mgławic), które zauważyliśmy na nocnym niebie, było w rzeczywistości galaktykami, które wirowały. Zostało to odkryte przy użyciu efektu Dopplera na spektroskopowych obrazach galaktyk, które pokazały jedną stronę zbliżającej się do nas galaktyki i odwrotną stronę galaktyki.

Do tej pory, tak szczęśliwi, obracają się. Następnie Fritz Zwicky, badając gromadę galaktyk w Warkoczu w 1933 r., Zauważył, że galaktyki wirują zbyt szybko, aby materia widzialna wytworzyła wystarczającą siłę, aby utrzymać je razem. Zostało to potwierdzone w latach siedemdziesiątych przez Verę Rubin Cooper, a konkretnie spodziewano się, że zewnętrzna krawędź galaktyk będzie obracać się znacznie wolniej niż centrum zgodnie z mechaniką newtonowską. Nie zaobserwowano tego, krzywe obrotowe były prawie „płaskie” na zewnętrznych krańcach galaktyk.

!

To pozwoliło na dwie możliwości: (a) teoria uniwersalnego ciążenia Newtona była błędna (b) istniała ogromny ilości „ciemnej” sprawy. Nikt poważnie nie wierzył (a), więc pozostawiono nam hipotezę, że „halo” ciemnej materii otaczało każdą galaktykę.

Teraz dla drugiej części (twoja pierwsza) szukaliśmy cząstek, które mogłyby stanowić ciemną materię bardzo ciężko (nagroda Nobla prawie na pewno czeka na odkrywców), ale mimo wielu lat poszukiwań (zarówno w kosmosie, jak iw laboratoriach fizyki cząstek) nic nie zostało znalezione, co mogłoby pasować do rachunku.

Zaproponowano różnego rodzaju neutriny, takie jak materia egzotyczna, ugrupowania stabilnych kwarków, martwe gwiazdy, czarne dziury itp. Martin Rees (wówczas Astronom Royal) sugerował nawet, że mogą to być nieprzeczytane kopie Astrofizyki Dziennik! Naprawdę nie mamy pojęcia i to nas wkurza. Dużo.

Wygląda na to, że ta rzecz przeważa nad materią widzialną o współczynnik 5: 1 w całym wszechświecie i masz tyle samo pojęcia, co ona. Moim zdaniem sprawia to, że świetnie jest studiować kosmologię lub fizykę cząstek, ponieważ mam nadzieję, że wielkie odkrycia są tuż za rogiem.