Ce este materia întunecată și cum știau oamenii de știință existența ei?

Ce este materia întunecată și cum știau oamenii de știință existența ei?
Anonim

Răspuns:

Răspuns scurt? Nu avem absolut nicio idee și galaxiile se rotesc prea repede pentru ca materia lor vizibilă să le țină împreună.

Explicaţie:

S-ar putea să ne descurcăm mai bine cu acestea în altă parte - în primul rând a fost observat, la scurt timp după ce am descoperit că numeroasele "nori" (nebuloase) pe care le-am observat în cerul nopții erau în realitate galaxii, că se roteau. Acest lucru a fost descoperit prin utilizarea efectului Doppler asupra imaginilor spectroscopice ale galaxiilor, care au arătat o parte a unei galaxii care ne apropia, iar partea opusă se retrage.

Până acum, atât de fericiți, se întorc. Apoi, Fritz Zwicky, examinând clusterul de galaxii Coma în 1933, a văzut că galaxiile se roteau prea repede pentru ca materia vizibilă să genereze suficientă forță pentru a le strânge împreună. Acest lucru a fost confirmat în anii 1970 de către Vera Rubin Cooper, în special, marginea exterioară a galaxiilor ar fi de așteptat să se rotească mult mai lent decât centrul conform mecanicii newtoniene. Acest lucru nu a fost observat, curbele de rotație au fost aproape "plane" în zonele exterioare ale galaxiilor.

!

Acest lucru a permis două posibilități: (a) Teoria lui Newton despre gravitația universală a fost greșită (b) a existat vast cantități de materie "întunecată". Nimeni nu a crezut în mod serios (a), așa că am rămas cu ipoteza că o materie neagră "halo" înconjurat fiecare galaxie.

Acum, pentru cea de-a doua parte (prima ta), am căutat particule care ar putea face materie întunecată foarte greu (un premiu Nobel aproape cu siguranță așteaptă descoperitorii), dar, în ciuda multor stele de căutare de ani (atât în spațiu, cât și în laboratoarele de fizică a particulelor), nu sa găsit nimic care ar putea să se potrivească cu factura.

Au fost propuse neutroni de diferite feluri, precum și materii exotice, grupări cuarci stabile, stele moarte, găuri negre etc. Martin Rees (astronomul regal la vremea respectivă) chiar a mers atât de departe încât să sugereze că ar putea fi copii necitite ale lui Astrophysical Jurnal! Nu avem nici o idee cu adevărat și ne inserează. Mult.

Se pare că aceste lucruri depășesc materia vizibilă cu un factor de aproximativ 5: 1 în univers și aveți cât de multă idee despre ce este. Din punctul meu de vedere, acest lucru face ca acesta să fie un moment excelent pentru a studia fie cosmologia, fie fizica particulelor, pentru că sper că descoperirile importante sunt chiar la colț.