Temná hmota je nejzáhadnější a nejnebezpečnější látkou ve vesmíru. Jeho gravitační účinky vysvětlují rotaci galaxií, pohyb shluků a struktury největšího rozsahu v celém vesmíru. Ale v menším měřítku je příliš malý na to, aby ovlivnil pohyb sluneční soustavy, hmotu Země nebo původ a vývoj člověka. Jak již bylo řečeno, gravitace, kterou temná hmota poskytuje, je naprosto nezbytná pro suroviny, které tvoří život jako my a planeta jako Země. Bez temné hmoty by ve vesmíru nemohl vůbec existovat život.
Hvězdy produkují 100% světla, které vidíme ve vesmíru, ale pouze 2% své hmoty. Když se podíváme na pohyby galaxií, shluků a další, zjistíme, že množství gravitační hmoty 50krát převáží hvězdnou hmotu. Člověk by si myslel, že tento rozdíl mohou vysvětlit i jiné typy obyčejné hmoty. Nakonec jsme kromě hvězd objevili mnoho dalších typů látek ve vesmíru:
- zbytky hvězdy jako bílé trpaslíky, neutronové hvězdy a černé díry;
- asteroidy, planety a další předměty, jejichž hmota je příliš malá na to, aby byly hvězdami;
- neutrální plyn v galaxiích a prostor mezi nimi;
- světelné a mlhavé oblasti blokující prach;
- ionizovaná plazma, která je hojná v mezigalaktickém médiu.
Všechny tyto formy obyčejné hmoty - nebo hmoty, která původně sestávala ze stejných věcí, jaké jsme: protony, neutrony a elektrony - přispívají. Zejména plyn a plazma přispívají více než součet všech hvězd ve vesmíru. Ale i když přidáme všechny tyto složky dohromady, dostaneme pouze 15-17% z celkového množství hmoty, které je potřeba k vysvětlení gravitace. Pro zbytek pohybu, který vidíme, potřebujeme formu hmoty, která se liší nejen od protonů, neutronů a elektronů, ale také neodpovídá žádné známé částici standardního modelu. Potřebujeme nějakou temnou hmotu.
Propagační video:
Malá skupina vědců je proti přidání jakéhokoli neviditelného zdroje hmoty, ale za změnu zákonů gravitace. Takový model má potíže, včetně neschopnosti reprodukovat celou řadu pozorování, včetně pohybu jednotlivých galaxií v klastrech, kosmického mikrovlnného pozadí, srážky klastrů galaxií a obří kosmické sítě pozorované rozsáhlé struktury vesmíru. Existuje také další důležitý důkaz, který ukazuje na existenci temné hmoty. Budete překvapeni, ale toto je naše existence.
Překvapí vás, že potřebujeme nejen temnou hmotu, abychom vysvětlili astrofyzikální jevy, jako je galaktická rotace, pohyb shluků a jejich srážky, ale také vysvětlili samotný původ života.
Abyste pochopili proč, musíte si uvědomit, že vesmír začal s horkým a hustým státem - Velký třesk - když všechno bylo ve formě prakticky homogenního moře oddělených, volných, vysoce energetických částic. Když se vesmír ochladil a rozšířil, vznikly protony, neutrony a nejlehčí jádra (vodík, helium, deuterium a trochu lithia), ale nic jiného. Teprve před desítkami nebo stovkami milionů let se tato záležitost zhroutila do dostatečně hustých oblastí, aby vytvořily hvězdy a nakonec galaxie.
To vše by se stalo, i když trochu jinak, s temnou hmotou nebo bez ní. Ale aby se prvky nezbytné pro život množily v hojnosti - uhlík, kyslík, dusík, fosfor, síra - musí být taveny v jádrech nejmasivnějších hvězd ve vesmíru. Nedělá nám to ani zima ani zima; aby mohli tvořit pevné planety, organické molekuly a život, musí nejprve hodit tyto těžké atomy do mezihvězdného média, kde se znovu stanou hvězdami, a to již v příštích generacích. To vyžaduje výbuch supernovy.
Sledovali jsme tyto exploze velmi podrobně a věděli jsme zejména, jak rychle se tento materiál vypouští z hvězd v jejich smrtelných bolestech: tisíce kilometrů za sekundu. (Zbytky vystřeleného materiálu supernovy Cas A při rychlostech 5000 a dokonce 14 500 km / s!). I když se toto číslo může jevit jako malé, zejména s ohledem na rychlost světla, pamatujte, že naše vlastní hvězda obíhá Mléčnou dráhou rychlostí pouze 220 km / s. Pokud by Slunce rotovalo nejméně třikrát rychleji, byli bychom již mimo gravitační tah naší galaxie - byli bychom vyhozeni.
Zbytky Supernovy vypuzují těžší hmotu, ale díky silnému gravitačnímu tahu rozptýlené, podlouhlé halo temné hmoty budeme většinu této hmoty držet v naší vlastní galaxii. V průběhu času se hmota vrátí do normálních oblastí bohatých na normální hmotu, vytvoří neutrální molekulární mračna a vytvoří základ pro následné generace hvězd, planet a, což je zajímavé, organických molekulárních kombinací.
Ale bez dodatečné přitažlivosti masivní temné hmoty halo obklopující galaxii by drtivá většina materiálu vystřeleného ze supernovy opustila galaxii navždy. Vždy se bude vznášet v mezigalaktickém prostředí, ale nikdy se nestane součástí budoucích generací hvězdných systémů. Ve vesmíru bez temné hmoty bychom měli hvězdy a galaxie, ale planety by byly pouze plynové obry, neexistovaly by žádné pevné světy, žádná kapalná voda ani život. Bez hojnosti těžkých prvků poskytovaných generacemi hmotných hvězd by nikdy život neexistoval.
Ukazuje se, že masivní halo temné hmoty, která obklopuje naši galaxii a které umožnilo vznik života založeného na uhlíku, který si vybral Zemi jako svůj domov - nebo něco jiného - stojí za to všem. Jak se ponoříme hlouběji a hlouběji do principů vesmíru, chápeme, že temná hmota je naprosto nezbytná pro vzhled života. Bez ní by neexistovala chemie, složité prvky, biologie, pevné planety, život - a my.
ILYA KHEL