Co je temná hmota? Je tam temná hmota?

Otázka původu vesmíru, jeho minulých a budoucích vzrušených lidí z nepaměti. Po mnoho staletí vznikají a vyvracejí teorie, které nabízejí obraz světa, založený na známých datech. Základním šokem vědeckého světa byla teorie relativity Einsteina. Ona také významně přispěla k pochopení procesů, které tvoří vesmír. Teorie relativity se však v posledním případě nemůže dovolávat názvu pravdy, který nevyžaduje žádné dodatky. Vylepšené technologie umožnily astronomům udělat nepředstavitelné dřívější objevy, které vyžadovaly nový teoretický základ nebo významné rozšíření již existujících ustanovení. Jedním z těchto jevů byla temná hmota. Ale o všechno v pořádku.

Případy minulých dnů

Pro pochopení pojmu "temná hmota" se vrátíme na začátek minulého století. Tehdy dominoval pojem vesmíru jako stacionární struktura. Mezitím obecná teorie relativity (GRT) předpokládala, že dříve nebo později síla přitažlivosti bude vést k "hromadění" všech objektů prostoru do jediného spletu, dojde k takzvanému gravitačnímu kolapsu. Mezi kosmickými objekty neexistují žádné odpuzující síly. Vzájemná přitažlivost je kompenzována odstředivé síly, vytvářející neustálý pohyb hvězd, planet a dalších těles. Systém je tedy vyvážený.

Aby se zabránilo zhroucení teoretického vesmíru, Einstein zavedl kosmologickou konstantu - hodnota vyplývající v systému na požadovanou ustáleného stavu, ale ve skutečnosti vynalezený nemá žádný zjevný důvod.

Rozšiřující se vesmír

Výpočty a objevy Friedmana a Hubblea ukázaly, že není třeba narušovat pravidelné rovnice obecné relativity s použitím nové konstanty. Bylo prokázáno, a dnes tento fakt prakticky nezpůsobuje žádnému pochybnosti o tom, že vesmír se rozšiřuje, už jednou začal a nemůže pokračovat se stacionaritou řeči. Další vývoj kosmologie vedl k vzniku teorie velkého třesku. Hlavním potvrzením nových předpokladů je pozorovaný nárůst s časem vzdálenosti mezi galaxiemi. Je to měření rychlosti odstranění sousedních vesmírných systémů od sebe navzájem a vedlo k vytvoření hypotézy, že existuje tmavá hmota a temná energie.

Data nejsou v souladu s teorií

Fritz Zwicky v roce 1931 a později Jan Oort v roce 1932 a v roce 1960 zabývající se počítá hmotnost látky ve vzdálené kupy galaxií a její vztah s rychlostí jejich vzdálenosti od sebe. Čas od času, vědci přišli ke stejnému závěru: počet těchto látek není dostatečně gravitace vytvořené jimi mohl držet pohromadě galaxie pohybující se na těchto vysokých rychlostech. Zwicky a Oortův předpokládal, že existuje skrytá hmota temné hmoty ve vesmíru, neumožňuje prostorové objekty rozptýlit v různých směrech.

Nicméně, hypotéza obdržela uznání vědeckého světa až v sedmdesátých letech po oznámení výsledků práce Vera Rubina. Je postavena otáčení křivek, které demonstrují závislost rychlosti galaxií látky na vzdálenost, která ho odděluje od systému centra. Na rozdíl od teoretického předpokladu bylo, že rychlost hvězdy jako vzdálenosti nesnižuje od galaktického středu, a růst. Vysvětlení takového chování hvězd mohlo být pouze přítomností galaxie, která zaplňuje temnou hmotu. Astronomie byla proto konfrontována s úplně neprobádanou částí vesmíru.

Vlastnosti a složení

Tenhle je tmavý druh věci oni jsou voláni proto, že nemohou být viděni žádnými existujícími prostředky. Jeho přítomnost je rozpoznána nepřímým znamením: tmavá hmota vytváří gravitační pole bez vyzařování elektromagnetických vln.

Nejdůležitější úkol, který vznikl před vědci, bylo získat odpověď na otázku, z čeho se tato záležitost skládá. Astrofyziké se ho snažili "naplnit" obvyklým baryonickým materiálem (baryonická záležitost se skládá z více či méně studovaných protonů, neutronů a elektronů). Tmavá hala galaxií obsahovala kompaktní světlo vyžarující hvězdy tohoto typu hnědí trpaslíci a obrovská, hmotná přibližná k planetě Jupiteru. Takové předpoklady však nemohly obstát v testu. Baryonická hmota, obvyklá a známá, tak nemůže hrát významnou roli ve skryté hromadě galaxií.

Dnes fyzika vyhledává neznámé komponenty. Praktické výzkumy vědců jsou založeny na teorii supersymetrie mikrosvěta, podle které pro každou známou částic je supersymetrický pár. Zde jsou a tvoří temnou hmotu. Neexistují však žádné důkazy o existenci takových částic, možná se jedná o záležitost blízké budoucnosti.

Tmavá energie

Objev nového typu hmoty nekončil překvapení, které Vesmír připravil pro vědce. V roce 1998 představovali astrofyziky další příležitost porovnat tyto teorie s fakty. Tento rok byl poznamenán výbuchem supernova v galaxii daleko od nás. Astronomové měřili vzdálenost k tomu a byli překvapeni získanými daty: hvězda se rozplývala mnohem víc, než by měla být podle stávající teorie. Ukázalo se, že rychlost expanze vesmíru se zvyšuje s časem: nyní je mnohem vyšší než před 14 miliardami let, kdy se údajně stalo velké exploze.

Jak víte, urychlit pohyb těla, musí přenést energii. Síla, která nutí vesmír expandovat rychleji, se stala známou jako temná energie. To není nic méně tajemná část prostoru než temná hmota. Je známo jen to, že je charakterizováno rovnoměrným rozložením v celém vesmíru a jeho účinek lze zaznamenávat jen za obrovských kosmických vzdáleností.

Opět platí kosmologická konstanta

Tmavá energie otřásla teorií velkého třesku. Část vědeckého světa je skeptická ohledně možnosti takové látky a zrychlení expanze, které způsobilo. Některé astrofyziků se snaží oživit Zapomenutý Einstein kosmologickou konstantu, která je opět z kategorie velké vědecké chyby může jít v celé řadě pracovních hypotéz. Jeho přítomnost v rovnicích vytváří antigravitu, což vede ke zrychlení expanze. Některé důsledky přítomnosti kosmologické konstanty však nesouhlasí s pozorovacími údaji.

Dnes, temná hmota a temná energie, které tvoří většinu věcí ve vesmíru, jsou pro vědce hádankami. Neexistuje jednoznačná odpověď na otázku o jejich povaze. Navíc snad to není poslední tajemství, které nás drží z vesmíru. Tmavá hmota a energie se mohou stát bránou k novým objevům, které mohou změnit myšlení o struktuře vesmíru.