Någon av oss har minst en gång hört talas om "mörk materia", men inte alla kan korrekt förklara vad det är. Kanske kommer det inte att behövas några förklaringar, eftersom den senaste forskningen ifrågasätter förekomsten av "mörk materia" som sådan.
GALAKTISK ANOMALI
Den "mörka materien" -hypotesen framkom i ett försök att förstå arten av den anomali observerad av astronomer.
1922 kom holländaren Jacobus Kaptein, som studerade rörelsen av stjärnor, till slutsatsen att en betydande del av saken i galaxen är osynlig - i hans arbete, förmodligen, användes termen "Dark Matter" först. Tio år senare stöds hypotesen av radioastronom Jan Oort, men den blev utbredd ett år senare, när den schweiziska astrofysikern Fritz Zwicky beräknade radialhastigheterna för åtta galaxer belägna på kanten av Coma-klustret (Coma-konstellationen) och jämförde de erhållna data med liknande, men beräknade med med hjälp av klusterens uppenbara ljusstyrka. Han fann att för att upprätthålla stabilitet måste klusterens totala massa vara fyrahundra gånger större än massan för dess stjärnor. Baserat på detta föreslog Zwicky att det finns ett betydande materialutbud i klustret, vilket förblir osynligt för oss,men har den starkaste gravitationseffekten på galaxer. Zwicky gjorde ett misstag i beräkningarna med en storleksordning, men mer noggranna mätningar bekräftade: Coma-gruppens massa, om den beräknas på två olika sätt, konvergerar inte resultatet väsentligt!
Innan generaliseringar gjordes krävdes det dock att bevisa att en sådan effekt är utbredd i det förutsebara utrymmet. 1939 fann den amerikanska astronomen Hores Babok, som studerade den närmaste galaxen M 31 (Andromeda-nebulan) att rotationshastigheten för stjärnor runt dess centrum inte minskar, som förutses av himmelmekaniken, omvänt proportionellt till kvadratet på avståndet, men förblir nästan konstant. Detta innebär att galaxen hela sin längd innehåller en betydande massa osynlig materia. Babok associerade emellertid inte avvikelsen med en obegriplig "mörk materia", men föreslog att i den yttre delen av M 31 pågår några processer som ändrar dess dynamik.
MÖRKARE MÖRK
Kampanjvideo:
Astronomer återvände till hypotesen om "mörk materia" på 1960-talet, då nya exakta instrument för att studera universum dök upp. Och 1975 talade Vera Rubin och Kent Ford på en konferens i American Astronomical Society, som sa att de hade lyckats få tillförlitliga data som indikerar ett betydande missförhållande mellan teorin om massfördelning i galaxer och den observerade verkligheten. Forskare använde den mest moderna spektrografiken, vilket gjorde det möjligt att bestämma rotationshastigheten för spiralgalaxens grenar även "sett från kanten. Och de fann att de allra flesta stjärnor i galaxer rör sig i sina banor med samma vinkelhastighet, vilket bekräftar det otroliga antagandet: massatätheten i galaxer är jämnt fördelad. Efter ytterligare tre år bekräftades observationerna oberoende.och 1980 erkände den astronomiska gemenskapen äntligen slutsatsernas giltighet. Samtidigt konstaterade Rubin att för att teorin ska vara förenlig med praktiken måste galaxer innehålla en mängd osynlig materia som är sex gånger större än vad vi kan se genom teleskop.
Samtidigt började andra bevis komma. Först avslöjade studien av rörelse i system med dubbla galaxer det kolossala inflytandet av "mörk materia", vilket tydligt bryter mot de klassiska lagarna i himmelmekaniken. För det andra, utan närvaron av "mörk materia", skulle elliptiska galaxer snabbt förlora sin heta gas, vilket inte observeras. För det tredje böjer "mörk materia" sig självt, vilket avslöjas genom effekten av gravitationslinser.
I dag är det allmänt accepterat att andelen "mörk materia" är 84,5% av all materia som finns i universum.
SÖKER FÖR UNKNOWN
Idén om”mörk materia” visade sig vara efterfrågad av kosmologer när de inte kunde upptäcka inhomogeniteten i reliktstrålningen (kosmisk mikrovågsbakgrund) som förutses av teorin om universums ursprung och förklara galaktiska strukturer genom detta. Införandet av vissa partiklar i modellen, som nästan inte interagerar med vanligt material, men mycket tungt, gjorde det möjligt att kringgå svårigheten som hade uppstått. I början av 1990-talet avslöjades emellertid reliktstrålningens inhomogenitet med hjälp av det observationsobservatorium COBE. Det verkade som frågan var stängd, men "mörk materia" har redan fascinerat forskarna så mycket att de inte övergav den, men tvärtom började leta efter en "bärare" på den subatomära nivån.
Problemet är att "mörk materia" inte interagerar med elektromagnetisk strålning (inklusive synligt ljus), så det kan inte upptäckas med traditionella metoder. Värre är att studien av fyra hundra stjärnor i en radie av 13 000 ljusår från solen inte visade något inflytande av "mörk materia", och forskare var tvungna att dra slutsatsen att det är försumbart i vår rymdregion (cirka 500 gram på jordens volym), det vill säga att registrera en partikel av ett sådant ämne är oerhört svårt, om inte omöjligt. Fysiker försökte lösa problemet teoretiskt genom att definiera parametrarna för en hypotetisk substans baserad på standardmodellen för elementära partiklar. Neutrino (men de är för lätta) och sådana hypotetiska partiklar som axioner, kosmoner, gravitoner, geijinos, wimps, betraktades som kandidater.magnetiska monopol etc. Den observerade distributionen av”mörk materia” i rymden väcker också frågor: när det interagerar med vanligt ämne genom tyngdkraft, bör det dras till galaxernas centrum på samma sätt som vanligt ämne, men detta händer inte.
Det är uppenbart att konstighetens uppfattning om "mörk materia" väcker instinktiv protest från ett antal fysiker, så att de vägrar erkänna dess existens och förklarar avvikelserna i fördelningen av galaktiska massor på andra sätt. Till exempel anser nämnda Vera Rubin att det är klokare att modifiera klassiska teorier än att införa en grundläggande ny klass av subatomära partiklar i modellen. Hon är en anhängare av Modified Newtonian Dynamics (MOND), föreslagen av Mordechai Milgrom 1983 och fortfarande marginell.
Men den senaste forskningen, verkar det, kommer snart att tvinga den vetenskapliga världen att ompröva sin inställning till "mörk materia". En grupp fysiker från University of Case Western Reserve (Cleveland, Ohio) publicerade en artikel den 19 september 2016, som analyserar resultaten från observationer av 153 galaxer med hjälp av det infraröda teleskopet Spitzer, och båda spiralgalaxier som vår och galaxer med oregelbunden form föll i synfältet och jätte galaxer och dvärg. Studien genomfördes för att klargöra graden av inflytande av "mörk materia" på rotationen av stjärnor. Och plötsligt visade det sig att det inte var något inflytande alls, och de kända avvikelserna förklarades perfekt av fördelningen av normal materia.
Författarna till upptäckten antyder att deras resultat i grunden är i överensstämmelse med tidigare, för för första gången för att uppskatta massan av avlägsna astronomiska objekt användes bilder i det infraröda området och inte i synligt ljus. Många av dessa objekt ser mycket svaga ut, vilket antagligen ledde till fel vid beräkningen av deras verkliga massa.
Om uppgifterna bekräftas, kan den kosmologiska modellen, som bygger på hypotesen om förekomsten av "mörk materia", förkastas på ett säkert sätt, och till och med utan att ta till ändring av klassisk fysik.
Anton Pervushin