Mørk materie er det mest mystiske og inerte stoffet i universet. Dens gravitasjonseffekter forklarer rotasjonen av galakser, bevegelsen av klynger og de største skalaene i hele universet. Men i mindre skala er det for lite til å påvirke solsystemets bevegelse, jordens materie, eller menneskets opprinnelse og utvikling. Når det er sagt, er tyngdekraften som mørk materie gir helt avgjørende for de rå ingrediensene som utgjør livet som oss og en planet som Jorden. Uten mørk materie kunne det ikke være noe liv i universet i det hele tatt.
Stjerner produserer 100% av lyset vi ser i universet, men bare 2% av dets masse. Når vi ser på bevegelsene til galakser, klynger og mer, finner vi at gravitasjonsmassen oppveier den stellære massen med 50 ganger. Man skulle tro at andre typer vanlig materie kunne forklare denne forskjellen. Tross alt oppdaget vi mange andre typer materie i universet foruten stjerner:
- restene av en stjerne som hvite dverger, nøytronstjerner og sorte hull;
- asteroider, planeter og andre gjenstander, hvis masse er for liten til å være stjerner;
- nøytral gass i galakser og rommet mellom dem;
- støvblokkerende lys og tåkete regioner;
- ionisert plasma, som er rikelig i det intergalaktiske mediet.
Alle disse formene for vanlig materie - eller materie som opprinnelig besto av de samme tingene som vi er: protoner, nøytroner og elektroner - bidrar. Spesielt gass og plasma bidrar mer enn summen av alle stjernene i universet. Men selv om vi legger alle disse komponentene sammen, får vi bare 15-17% av den totale mengden materie som er nødvendig for å forklare tyngdekraften. For resten av bevegelsen som vi ser, trenger vi en form for materie som ikke bare skiller seg fra protoner, nøytroner og elektroner, men som heller ikke samsvarer med noen kjent partikkel i standardmodellen. Vi trenger en slags mørk materie.
Salgsfremmende video:
En liten gruppe forskere er imot å legge til en slags usynlig kilde til masse, men for å endre tyngdelovene. En slik modell har vanskeligheter, inkludert manglende evne til å reprodusere hele settet med observasjoner, inkludert bevegelse av individuelle galakser i klynger, den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, kollisjoner av galakse klynger og det gigantiske kosmiske nettverket av den observerte storskala strukturen i universet. Det er også et annet viktig bevis som peker på eksistensen av mørk materie. Du vil bli overrasket, men dette er vår eksistens.
Det vil overraske deg at vi ikke bare trenger mørk materie for å forklare astrofysiske fenomener som galaktisk rotasjon, bevegelsen av klynger og deres kollisjoner, men også for å forklare livets opprinnelse.
For å forstå hvorfor, må du huske at universet begynte med en varm og tett tilstand - Big Bang - når alt var i form av et praktisk homogent hav av separate, frie, høye energipartikler. Da universet avkjølte og ekspanderte, ble protoner, nøytroner og de letteste kjerner (hydrogen, helium, deuterium og litt litium) dannet, men ingenting annet. Det var bare titalls eller hundrevis av millioner av år siden at denne saken falt sammen i regioner som var tette nok til å danne stjerner og til slutt, galakser.
Alt dette ville skjedd, om enn på en litt annen måte, med eller uten mørk materie. Men for at elementene som er nødvendige for at livet skal spre seg i overflod - karbon, oksygen, nitrogen, fosfor, svovel - må de smeltes i kjernene til de mest massive stjernene i universet. Det gjør oss verken varm eller kald; for at de skal danne faste planeter, organiske molekyler og liv, trenger de først å kaste disse tunge atomene i det interstellare mediet, hvor de igjen vil bli stjerner, allerede av de neste generasjoner. Dette krever en supernovaeksplosjon.
Vi så på disse eksplosjonene i detalj og vet spesielt hvor raskt dette materialet blir kastet ut fra stjernene i deres dødsfall: med tusenvis av kilometer i sekundet. (Restene av supernovaen Cas A kastet ut materiale i hastigheter på 5000 og til og med 14.500 km / s!). Selv om dette tallet kan virke lite, spesielt gitt lysets hastighet, må du huske at vår egen stjerne kretser i Melkeveien med en hastighet på bare 220 km / s. Hvis solen roterte minst tre ganger raskere, ville vi allerede være utenfor tyngdekraften i galaksen vår - vi ville bli kastet ut.
Supernova-rester slipper ut tyngre materie, men takket være den kraftige tyngdekraften fra en diffus, langstrakt mørk materie-glorie, vil vi holde mesteparten av denne massen inne i vår egen galakse. Over tid vil saken komme tilbake til normale regioner som er rike på normal materie, danne nøytrale molekylære skyer og danne grunnlaget for påfølgende generasjoner av stjerner, planeter og, mest interessant, organiske molekylkombinasjoner.
Men uten den ekstra tiltrekningen av den enorme mørke materie-glorie som omgir galaksen, ville det store flertallet av materiale som ble kastet ut fra supernovaen for alltid forlate galaksen. Det vil alltid flyte i det intergalaktiske miljøet, men det vil aldri bli en del av fremtidige generasjoner av stjernersystemer. I universet uten mørk materie ville vi ha stjerner og galakser, men planetene ville bare være gassgiganter, ingen faste verdener, ikke flytende vann og liv ville også eksistere. Uten overflod av tunge elementer levert av generasjoner av massive stjerner, ville molekylbasert liv aldri eksistere.
Det viser seg at den enorme glorie av mørk materie som omgir galaksen vår, som tillot fremveksten av liv basert på karbon, som valgte Jorden som sitt hjem - eller noe annet - er verdt å takke for alt dette. Når vi dyper oss dypere og dypere i universets prinsipper, forstår vi at mørk materie er helt nødvendig for livets utseende. Uten det ville det ikke være kjemi, komplekse elementer, biologi, solide planeter, liv - og oss.
ILYA KHEL
