Temná hmota je najzáhadnejšou a najne inertnejšou látkou vo vesmíre. Jeho gravitačné účinky vysvetľujú rotáciu galaxií, pohyb zhlukov a štruktúry najväčšieho rozsahu v celom vesmíre. Ale v menšom meradle je príliš malý na to, aby ovplyvnil pohyb slnečnej sústavy, hmotu Zeme alebo pôvod a vývoj človeka. Ako už bolo povedané, gravitácia, ktorú temná hmota poskytuje, je absolútne nevyhnutná pre suroviny, ktoré tvoria život ako my a planéta ako Zem. Bez temnej hmoty by vesmír nemohol existovať vôbec.
Hviezdy produkujú 100% svetla, ktoré vidíme vo vesmíre, ale iba 2% svojej hmotnosti. Keď sa pozrieme na pohyby galaxií, zhlukov a ďalšie, zistíme, že množstvo gravitačnej hmoty 50-krát prevyšuje hviezdnu hmotu. Človek by si myslel, že tento rozdiel môžu vysvetliť aj iné typy bežných vecí. Koniec koncov, okrem hviezd sme objavili aj mnoho ďalších druhov hmoty vo vesmíre:
- zvyšky hviezdy ako biele trpaslíky, neutrónové hviezdy a čierne diery;
- asteroidy, planéty a iné predmety, ktorých hmotnosť je príliš malá na to, aby boli hviezdami;
- neutrálny plyn v galaxiách a priestor medzi nimi;
- svetelné a hmlové oblasti blokujúce prach;
- ionizovaná plazma, ktorá je hojná v medzigalaktickom médiu.
Všetky tieto formy obyčajnej hmoty - alebo látky, ktorá pôvodne pozostávala z tých istých vecí, ktorými sme: protóny, neutróny a elektróny - prispievajú. Najmä plyn a plazma prispievajú viac ako súčet všetkých hviezd vo vesmíre. Ale aj keď pridáme všetky tieto zložky dokopy, získame iba 15-17% z celkového množstva hmoty, ktorá je potrebná na vysvetlenie gravitácie. Pre zvyšok pohybu, ktorý vidíme, potrebujeme formu hmoty, ktorá sa líši nielen od protónov, neutrónov a elektrónov, ale tiež nezodpovedá žiadnej známej častici štandardného modelu. Potrebujeme nejakú temnú hmotu.
Propagačné video:
Malá skupina vedcov je proti pridaniu nejakého neviditeľného zdroja hmoty, ale za zmenu zákonov gravitácie. Takýto model má ťažkosti, vrátane neschopnosti reprodukovať celý súbor pozorovaní, vrátane pohybu jednotlivých galaxií v zhlukoch, kozmického mikrovlnného pozadia, zrážok zhlukov galaxií a obrovskej kozmickej siete pozorovanej rozsiahlej štruktúry vesmíru. Existuje aj ďalší dôležitý dôkaz, ktorý poukazuje na existenciu temnej hmoty. Budete prekvapení, ale toto je naša existencia.
Prekvapí vás, že temnú hmotu potrebujeme nielen na vysvetlenie astrofyzikálnych javov, ako je galaktická rotácia, pohyb zhlukov a ich zrážky, ale tiež na vysvetlenie samotného pôvodu života.
Aby ste pochopili dôvod, musíte pamätať na to, že vesmír začal horúcim a hustým štátom - Veľký tresk - keď bolo všetko v podobe prakticky homogénneho mora oddelených, voľných a vysoko energetických častíc. Keď sa vesmír ochladil a rozšíril, vytvorili sa protóny, neutróny a najľahšie jadrá (vodík, hélium, deutérium a trochu lítia), ale nič iné. Len pred desiatkami alebo stovkami miliónov rokov sa táto záležitosť zhroutila do dostatočne hustých oblastí, aby vytvorili hviezdy a nakoniec galaxie.
To všetko by sa stalo, aj keď trochu inak, s temnou hmotou alebo bez nej. Ale aby sa prvky, ktoré život potrebuje, množili v hojnosti - uhlík, kyslík, dusík, fosfor, síra - musia byť tavené v jadrách najmohutnejších hviezd vo vesmíre. Nerobí nás to horúcimi ani studenými; aby mohli tvoriť pevné planéty, organické molekuly a život, musia najskôr hodiť tieto ťažké atómy do medzihviezdneho média, kde sa opäť stanú hviezdami už v nasledujúcich generáciách. Vyžaduje si to výbuch supernovy.
Tieto explózie sme pozorovali veľmi podrobne a vedeli sme najmä, ako rýchlo sa tento materiál z hviezd vracia do smrteľných hŕst: tisíce kilometrov za sekundu. (Zvyšky vyvrhnutého materiálu supernovy Cas A pri rýchlostiach 5 000 a dokonca 14 500 km / s!). Aj keď sa toto číslo môže javiť ako malé, najmä vzhľadom na rýchlosť svetla, nezabudnite, že naša vlastná hviezda obieha v Mliečnej dráhe rýchlosťou iba 220 km / s. Keby sa Slnko otáčalo najmenej trikrát rýchlejšie, už by sme boli mimo gravitačného ťahu našej galaxie - boli by sme vyhodení.
Zvyšky Supernovy vylučujú ťažšiu hmotu, ale vďaka silnému gravitačnému ťahu rozptýlenej, podlhovastej halo tmavej hmoty budeme väčšinu tejto hmoty držať v našej vlastnej galaxii. V priebehu času sa hmota vráti do normálnych oblastí bohatých na normálnu hmotu, vytvorí neutrálne molekulárne oblaky a vytvorí základ pre ďalšie generácie hviezd, planét a najzaujímavejšie organických molekulárnych kombinácií.
Ale bez dodatočnej príťažlivosti obrovského svalu temnej hmoty obklopujúceho galaxiu by veľká väčšina materiálu vyvrhnutého zo supernovy opustila galaxiu navždy. Bude sa vznášať vždy v medzigalaktickom prostredí, nikdy sa však nestane súčasťou budúcich generácií hviezdnych systémov. Vo Vesmíre bez temnej hmoty by sme mali hviezdy a galaxie, ale planéty by boli iba plynoví obri, neboli by tu žiadne pevné svety, žiadna tekutá voda ani život. Bez hojnosti ťažkých prvkov poskytovaných generáciami hmotných hviezd by molekulárny život nikdy neexistoval.
Ukazuje sa, že za toto všetko je potrebné poďakovať obrovskému halo temnej hmoty obklopujúcej našu galaxiu, ktorá umožnila vznik života založeného na uhlíku, ktorý si vybral Zem ako svoj domov - alebo niečo iné -. Keď sa ponoríme hlbšie a hlbšie do princípov vesmíru, chápeme, že temná hmota je absolútne nevyhnutná pre vzhľad života. Bez nej by neexistovala chémia, komplexné prvky, biológia, solídne planéty, život - a my.
ILYA KHEL