Každý z nás aspoň raz počul o „temnej hmote“, ale nie každý je schopný správne vysvetliť, o čo ide. Tieto vysvetlenia možno nebudú potrebné, pretože najnovší výskum spochybňuje existenciu „temnej hmoty“ako takej.
GALAKTICKÁ ANOMÁLIA
Hypotéza „temnej hmoty“sa objavila v snahe pochopiť povahu anomálie pozorovanej astronómami.
V roku 1922 Holanďan Jacobus Kaptein, ktorý študoval pohyb hviezd, dospel k záveru, že podstatná časť záležitosti v galaxii je neviditeľná - vo svojej práci sa pravdepodobne prvýkrát použil termín „temná hmota“. O desať rokov neskôr túto hypotézu podporil rádioastronom Jan Oort, o rok neskôr sa však rozšírila, keď švajčiarsky astrofyzik Fritz Zwicky vypočítal radiálne rýchlosti ôsmich galaxií nachádzajúcich sa na okraji klastra Coma (konštelácia kómou) a porovnal získané údaje s podobnými, ale vypočítanými s použitím zdanlivého jasu klastra. Zistil, že na udržanie stability musí byť celková hmotnosť zhluku štyrikrát väčšia ako hmotnosť jej hviezd. Na základe toho Zwicky navrhol, že v klastri je značná zásoba hmoty, ktorá pre nás zostáva neviditeľná,má však najsilnejší gravitačný účinok na galaxie. Zwicky urobil chybu vo výpočtoch rádovo, ale opatrnejšie merania sa potvrdili: hmotnosť zhluku kómatu, ak je vypočítaná dvoma rôznymi spôsobmi, vo výsledku významne nekonverguje!
Pred zovšeobecnením však bolo potrebné preukázať, že takýto účinok je rozšírený v predvídateľnom priestore. V roku 1939 americký astronóm Hores Babok, ktorý študoval najbližšiu galaxiu M 31 (hmlovina Andromeda), zistil, že rýchlosť rotácie hviezd okolo jej stredu sa nezmenšuje, ako to predpovedá nebeská mechanika, nepriamo úmerná štvorcu vzdialenosti, ale zostáva takmer konštantná. To znamená, že galaxia po celej svojej dĺžke obsahuje značné množstvo neviditeľnej hmoty. Babok však nespájal anomáliu s nepochopiteľnou „temnou hmotou“, ale naznačil, že vo vonkajšej časti M 31 prebiehajú niektoré procesy, ktoré menia jej dynamiku.
DARKER DARK
Propagačné video:
Astronómovia sa vrátili k hypotéze „temnej hmoty“v 60. rokoch, keď sa objavili nové presné nástroje na štúdium vesmíru. A v roku 1975 Vera Rubin a Kent Ford vystúpili na konferencii Americkej astronomickej spoločnosti, ktorá uviedla, že sa im podarilo získať spoľahlivé údaje naznačujúce výrazný nesúlad medzi teóriou hromadného rozdelenia v galaxiách a pozorovanou realitou. Vedci použili najmodernejší spektrograf, ktorý umožnil určiť rýchlosť rotácie vetiev špirálových galaxií „aj pri pohľade z okraja“. Zistili, že veľká väčšina hviezd v galaxiách sa pohybuje na svojich obežných dráhach s rovnakou uhlovou rýchlosťou, čo potvrdzuje neuveriteľný predpoklad: hustota hmoty v galaxiách je rovnomerne rozdelená. Po ďalších troch rokoch boli pozorovania nezávisle potvrdené.av roku 1980 astronomická komunita konečne uznala platnosť záverov. Rubin zároveň zistil, že ak má byť teória v súlade s praxou, galaxie musia obsahovať množstvo neviditeľnej hmoty šesťkrát väčšie ako to, čo vidíme cez ďalekohľady.
Zároveň začali prichádzať ďalšie dôkazy. Po prvé, štúdia pohybu v systémoch dvojitých galaxií odhalila kolosálny vplyv „temnej hmoty“, čo jasne porušuje klasické zákony nebeskej mechaniky. Po druhé, bez prítomnosti „temnej hmoty“by eliptické galaxie rýchlo stratili svoj horúci plyn, čo sa nepozoruje. Po tretie, „temná hmota“sama ohýba svetlo, čo sa prejavuje pôsobením gravitačných šošoviek.
Dnes sa všeobecne uznáva, že podiel „temnej hmoty“je 84,5% všetkej hmoty obsiahnutej vo vesmíre.
VYHĽADÁVANIE NEZNÁMÝCH
Myšlienka „temnej hmoty“sa objavila v kozmológoch, keď nedokázali zistiť nehomogenitu reliktného žiarenia (kozmické mikrovlnné pozadie) predpovedanú teóriou pôvodu vesmíru a vysvetliť prostredníctvom nej vzhľad galaktických štruktúr. Zavedenie niektorých častíc do modelu, ktoré takmer nereagujú s bežnou hmotou, ale sú veľmi ťažké, umožnilo obísť vzniknuté ťažkosti. Začiatkom 90. rokov sa však pomocou orbitálneho observatória COBE odhalila nehomogenita reliktného žiarenia. Zdalo sa, že otázka bola uzavretá, ale „temná hmota“vedcov už fascinovala natoľko, že ju neopustili, ale naopak začala hľadať „nosič“na subatomárnej úrovni.
Problém je v tom, že „temná hmota“nereaguje s elektromagnetickým žiarením (vrátane viditeľného svetla), takže ju nemožno zistiť tradičnými metódami. Horšie je, že štúdia pohybu štyroch stoviek hviezd nachádzajúcich sa v okruhu 13 000 svetelných rokov od Slnka nepreukázala žiaden vplyv „temnej hmoty“a vedci museli dospieť k záveru, že v našej oblasti vesmíru je zanedbateľný (približne 500 gramov). na objeme zemegule), to znamená, registrácia častice takejto látky je neuveriteľne ťažká, ak nie nemožná. Fyzici sa snažili problém teoreticky vyriešiť definovaním parametrov hypotetickej látky na základe štandardného modelu elementárnych častíc. Neutrína (ale sú príliš ľahké) a také hypotetické častice, ako sú axióny, kozmóny, gravitóny, geijini, wimpy, sa považovali za kandidátov.magnetické monopoly atď. Pozorované rozloženie „temnej hmoty“v priestore tiež vyvoláva otázky: koniec koncov, ak interaguje s obyčajnou hmotou prostredníctvom gravitácie, potom by ju malo priťahovať do stredu galaxií rovnako ako obyčajná hmota, ale toto sa nestane.
Je zrejmé, že zvláštnosť v správaní „temnej hmoty“vzbudzuje inštinktívny protest mnohých fyzikov, takže odmietajú uznať jej existenciu, čím iným spôsobom vysvetľujú anomálie v distribúcii galaktických hmôt. Napríklad vyššie uvedená Vera Rubin verí, že je múdrejším spresňovaním klasických teórií, než zavádzať do modelu zásadne novú triedu subatomárnych častíc. Podporuje modifikovanú newtonovskú dynamiku (MOND), ktorú navrhol Mordechai Milgrom v roku 1983 a ktorá je stále okrajová.
Zdá sa však, že najnovší výskum čoskoro prinúti vedecký svet prehodnotiť svoj postoj k „temnej hmote“. Skupina fyzikov z University of Case Western Reserve (Cleveland, Ohio) uverejnila 19. septembra 2016 článok, v ktorom sa analyzujú výsledky pozorovaní 153 galaxií pomocou infračerveného ďalekohľadu Spitzer a do zorného poľa spadajú obe špirálové galaxie ako sú naše a galaxie nepravidelného tvaru. a obrovské galaxie a trpaslíci. Štúdia sa uskutočnila s cieľom objasniť stupeň vplyvu „tmavej hmoty“na rotáciu hviezd. A zrazu sa ukázalo, že to vôbec nemalo žiadny vplyv a známe anomálie boli dokonale vysvetlené rozdelením normálnej hmoty.
Autori objavu naznačujú, že ich výsledky sú v zásade v rozpore s predchádzajúcimi, pretože po prvý krát boli snímky v infračervenom rozsahu použité na odhad hmoty vzdialených astronomických objektov a nie vo viditeľnom svetle. Mnoho z týchto objektov vyzerá veľmi slabo, čo pravdepodobne viedlo k chybám pri výpočte ich skutočnej hmotnosti.
Ak sa údaje potvrdia, potom možno kozmologický model, ktorý je založený na hypotéze existencie „temnej hmoty“, bezpečne odmietnuť, a to aj bez toho, aby sa uchýlil k prehodnoteniu klasickej fyziky.
Anton Pervushin