Ciemna materia Ciemna materia
STRONA GŁÓWNA NA POCZĄTKU... ODPYCHANIE KOSMICZNE SUPER WSZECHŚWIAT EKSPANSJA EWOLUCJA WSZECHŚWIATA PROMIENIOWANIE TŁA

Ciemna materia

Ciemną materią jest medium wypełniające w dużej koncentracji każdy z wszechświatów. Wyjątek w gęstości koncentracji ciemnej materii stanowi sąsiedztwo czarnych dziur, gdzie w halo czarnych dziur występują zmarszczki w gęstości koncetracji ciemnej materii. Jeżeli masa czarnej dziury jest wystarczająco duża to zmarszczki te stają się rejonami materiotwórczymi, w których to rejonach z ciemnej materii tworzy się materia. Rejony te mają ścisły związek z rejonami gwiazdotwórczymi w galaktykach.

Ciemna materia ze zwykłą materią oddziaływuje wyłącznie grawitacyjnie.

Rys historyczny ciemnej materii

Amerykański astronom - Vera Rubin, pierwsza doszła do wniosku, że ruch obrotowy galaktyk uszedł uwadze astronomów i kosmologów. Jeżeli założymy, że gwiazdy mogą się swobodnie poruszać w obrębie galaktyki, oddziałując na siebie siłami przyciągania grawitacyjnego w podobny sposób, w jaki oddziałują Słońce i planety naszego układu, to ruch obrotowy galaktyk powinien wyglądać inaczej. Galaktyki poruszają się raczej jak gigantyczne koło niż zbiorowisko indywidualnych gwiazd krążących po wybranych orbitach wokół centrum galaktyki.

opis obrazka Patrząc na galaktykę spiralną można dojrzeć ciemną materię, pierwsza tego dokonała VERA RUBIN.
Był to rok 1970.
Fot: Hubble Heritage Team (AURA/ STScI/ NASA)

Zdaniem Very Rubin zagadkowy ruch gwiazd w galaktykach można było wyjaśnić tylko w następujący sposób: część galaktyki pozostaje dla nas niewidoczna. Co więcej, część ta stanowi większy procent masy całej galaktyki niż świecące gwiazdy. Ta niewidoczna dla nas ciemna materia musi mieć masę tak wielką, że zmusza gwiazdy do pozostania na miejscu, czyniąc z nich widzialną część niewidzialnego koła. Świecące gwiazdy poruszałyby się razem z ciemną materią. Był to rok 1970, do tego czasu nikomu nie przeszkadzało, że gwiazdy w galaktykach poruszają się wbrew prawom fizyki.

Vera Rubin, American astronomer who established the presence of dark matter in galaxies, measures spectra in the 1970s. Photo courtesy of Vera Rubin.
Vera Rubin, Amerykański astronom który stwierdził obecność ciemnej materii w galaktykach - podczas pomiarów widm w 1970 r.
Zdjęcie umieściłem korzystając z uprzejmości pani Very Rubin.

Na początku, nikt nie potraktował poważnie tej koncepcji. Minęło wiele lat zanim okazało się że Vera Rubin miała rację. Symulacja komputerowa wykazała, że opisana przez nią ciemna materia powinna istnieć. Okazało się, że program komputerowy modelu opisującego prawidłowo ruch planet w układzie słonecznym, całkowicie zawodzi gdy ma opisać ruch galaktyk. Uwzględniając w komputerowym modelu obecność ciemnej materii, otrzymuje się natomiast doskonałą zgodność jego przewidywań z obserwowanymi ruchami galaktyki.

Astrofizycy którzy, pierwsi podjęli się znalezienia ciemnej materii, ochrzcili obiekty swoich poszukiwań mianem MACHO (Massive Astrophysical Compact Halo Objects - Masywne Astrofizyczne Zwarte Obiekty Halo). Obiekt taki powinien /zdaniem astrofizyków/ znajdować się w halo galaktyki, być gęsty i zwarty. Inna hipoteza zakłada powszechne istnienie obiektów planeto-podobnych, wygasłych gwiazd i czarnych dziur. Hipoteza ta nie znajduje jednak potwierdzenia w dostępnych obserwacjach. Istnieją też hipotezy ciemnej materii w oparciu o zjawiska mikroświata zakładajace istnienie egzotycznych cząstek oddziaływujące wyłącznie słabo. Są też próby znalezienia brakującej materii poprzez przypisanie niezerowej masy, powszechnie występującym neutrinom.

Według Nowej Hipotezy, oprócz zwyczajnej materii barionowej, w wielkiej koncentracji, w całej przestrzeni Wszechświata występuje ciemna materia. Jej istnienie zdradza oddziaływanie grawitacyjne w skali przynajmniej galaktyki. Hipotetyczny zarys formowania się ciemnej materii znajduje się w rozdziale: Na początku...

Mechanika kwantowa i Teoria względności, dwa filary fizyki próbujące wyjaśnić mechanizm Wszechświata od atomu do kosmosu, nie przewidują istnienia ciemnej materii. Zdefiniowanie ciemnej materii, zatem, będzie rewolucyjnym krokiem do ustanowienia poprawnej teorii Wszechświata, która będzie pełniejsza niż ta, której dostarczają mechanika kwantowa i OTW, chyba że, naukowcy wklajstrują ciemną materię w kosmologiczne modele Friedmana.

Co tak naprawdę wiemy o ciemnej materii? Oddajmy głos amerykańskiemu astronomowi Verze Rubin, ekspertowi od ciemnej materii:

W galaktyce spiralnej stosunek ciemnej materii do materii widzialnej określa liczba 10 i jest to prawdopodobnie dobra liczba wyrażająca stosunek naszej ignorancji do wiedzy. Teraz jesteśmy w przedszkolu, w grupie maluchów.

(-) Vera Rubin.

2002-2017