Wat is donker saak? Is daar donker saak?

Die vraag oor die oorsprong van die heelal, die verlede en die toekoms, het mense van die vroegste tye opgewonde gemaak. Vir baie eeue het teorieë ontstaan en weergee, wat 'n prentjie van die wêreld bied, gegrond op bekende data. 'N Fundamentele skok vir die wetenskaplike wêreld was die relatiwiteitsteorie van Einstein. Sy het ook 'n groot bydrae gelewer tot die verstaan van die prosesse wat die heelal vorm. Die relatiwiteitsteorie kan egter nie die titel van waarheid op die laaste uitweg eis nie, wat geen toevoegings vereis nie. Verbeterde tegnologieë het sterrekundiges toegelaat om ondenkbare vroeë ontdekkings te maak, wat 'n nuwe teoretiese basis of 'n beduidende uitbreiding van bestaande bepalings vereis. Een van hierdie verskynsels was donker materie. Maar oor alles in orde.

Gevalle van vervloë dae

Om die term "donker materie" te verstaan, sal ons terugkeer na die begin van die vorige eeu. In daardie tyd het die idee van die heelal as 'n stilstaande struktuur oorheers. Intussen het die algemene relatiwiteitsteorie (GRT) aanvaar dat vroeër of later die aantrekkingskrag sal lei tot die "klap" van alle voorwerpe van die ruimte in 'n enkele wirwar, die sogenaamde gravitasie-ineenstorting sal plaasvind. Daar is geen afstotingskragte tussen kosmiese voorwerpe nie. Wedersydse aantrekkingskrag word vergoed deur sentrifugale kragte, wat 'n konstante beweging van sterre, planete en ander liggame skep. Dus, die stelsel is gebalanseerd.

Om die teoretiese ineenstorting van die heelal te voorkom, het Einstein 'n kosmologiese konstant ingestel - 'n hoeveelheid wat die stelsel tot die vereiste stilstaande toestand bring, maar dit is in werklikheid fiktief, sonder ooglopende gronde.

Uitbreidende heelal

Die berekeninge en ontdekkings van Friedman en Hubble het getoon dat daar nie nodig is om die gereelde vergelykings van algemene relatiwiteit deur 'n nuwe konstante te skend nie. Dit is bewys, en vandag is hierdie feit feitlik geen twyfel aan enigiemand nie, wat die heelal uitbrei, dit het eenmaal begin en dit is onmoontlik om oor stilstand te praat. Die verdere ontwikkeling van kosmologie het gelei tot die ontstaan van die teorie van die big bang. Die belangrikste bevestiging van nuwe aannames is die waargenome toename met tyd van die afstand tussen sterrestelsels. Dit is die meting van die spoed van verwydering van naburige ruimtestelsels van mekaar en het gelei tot die vorming van 'n hipotese dat daar donker materie en donker energie is.

Data nie in ooreenstemming met teorie

Fritz Zwicky in 1931, en dan was Jan Oort in 1932 en in die 1960's besig om die massa materie van sterrestelsels in 'n afgeleë kluster te meet en sy korrelasie met die spoed van hul verwydering van mekaar. Van tyd tot tyd het wetenskaplikes tot dieselfde gevolgtrekkings gekom: hierdie hoeveelheid materie is nie genoeg nie dat die swaartekrag wat daardeur geskep is, galakse wat by sulke hoë spoed beweeg, kan bymekaar hou. Zwicky en Oort het geglo dat daar 'n verborge massa is, die donker materie van die Heelal, wat nie toelaat dat kosmiese voorwerpe in verskillende rigtings versprei nie.

Die hipotese het egter eers in die sewentigerjare erkenning van die wetenskaplike wêreld ontvang, na die bekendmaking van die resultate van die werk van Vera Rubin. Sy het die rotasiekrommes gebou, wat die afhanklikheid van die snelheid van die sterrestelsel se saak op die afstand wat dit van die middelpunt afskei, duidelik demonstreer. In teenstelling met teoretiese aannames, het dit geblyk dat die snelhede van sterre soos hulle wegbeweeg van die galaktiese sentrum nie afneem nie, maar verhoog. Om sulke gedrag van die sterre te verduidelik, kan slegs die teenwoordigheid van 'n halo in die sterrestelsel wees, wat donker materie vul. Sterrekunde is dus gekonfronteer met 'n heeltemal onontginde deel van die heelal.

Eienskappe en samestelling

Hierdie soort sake word donker genoem omdat dit nie deur enige bestaande metodes gesien kan word nie. Sy teenwoordigheid word erken deur 'n indirekte teken: donker materie skep 'n gravitasieveld, terwyl dit nie absoluut elektromagnetiese golwe uitstraal nie.

Die belangrikste taak wat voor wetenskaplikes ontstaan het, was om 'n antwoord te kry op die vraag van wat hierdie saak bestaan. Astrofisici het probeer om dit te "vul" met die gewone baryoniese stof (baryoniese materie bestaan uit meer of minder bestudeer protone, neutrone en elektrone). In die donker halo van sterrestelsels het kompakte liggies uitgestraalde sterre soos bruin dwerge en groot massa, wat ongeveer Jupiter planeet was. Sulke aannames kan egter nie die toets staan nie. Baryoniese materie, gewoon en bekend, kan dus nie 'n belangrike rol speel in die verborge massa van sterrestelsels nie.

Vandag soek fisika onbekende komponente. Praktiese ondersoeke van wetenskaplikes is gebaseer op die teorie van supersimmetrie van die microworld, waarvolgens daar vir elke bekende deeltjie 'n supersimmetriese paar bestaan. Hier is hulle en maak donker materie op. Daar is egter geen bewyse van die bestaan van sulke deeltjies nie, miskien is dit die kwessie van die nabye toekoms.

Donker energie

Die ontdekking van 'n nuwe soort materie het nie die verrassings wat die heelal vir wetenskaplikes voorberei het, beëindig nie. In 1998 het astrofisici nog 'n kans gegee om hierdie teorieë met feite te vergelyk. Hierdie jaar is gekenmerk deur die ontploffing van 'n supernova in 'n sterrestelsel ver van ons. Sterrekundiges het die afstand daaraan gemeet en was baie verbaas oor die data wat verkry is: die ster het gevlieg veel verder as wat dit volgens die bestaande teorie moes gewees het. Dit blyk dat die spoed van uitbreiding van die heelal mettertyd toeneem: dit is nou baie hoër as wat dit 14 miljard jaar gelede was toe 'n groot ontploffing vermoedelik plaasgevind het.

Soos u weet, om die beweging van die liggaam te versnel, moet hy energie oordra. Die krag wat die heelal dwing om vinniger uit te brei, word bekend as donker energie. Dit is nie minder geheimsinnig deel van die ruimte as donker materie nie. Dit is slegs bekend dat dit gekenmerk word deur 'n eenvormige verspreiding regdeur die heelal, en die effek daarvan kan slegs op enorme kosmiese afstande aangeteken word.

Weereens, die kosmologiese konstante

Donker energie skud die grootvingerteorie. Deel van die wetenskaplike wêreld is skepties oor die moontlikheid van so 'n stof en die versnelling van uitbreiding wat dit veroorsaak het. Sommige astrofisici probeer die vergete kosmologiese konstante van Einstein probeer herleef, wat weer uit die kategorie van 'n groot wetenskaplike fout in 'n aantal werkhipoteses kan verander. Die teenwoordigheid in die vergelykings skep antigraviteit, wat lei tot 'n versnelling van die uitbreiding. Sekere gevolge van die teenwoordigheid van die kosmologiese konstante stem egter nie ooreen met die waarnemingsdata nie.

Vandag, donker materie en donker energie, wat die meeste van die saak in die heelal uitmaak, is legkaarte vir wetenskaplikes. Daar is geen duidelike antwoord op die vraag oor hul aard nie. Verder is dit dalk nie die laaste geheim wat ons van die buitenste ruimte hou nie. Donker materie en energie kan 'n poort word tot nuwe ontdekkings wat ons idees oor die struktuur van die heelal kan verander.