Mēs visi esam dzirdējuši par tumšā matērija - tas noslēpumainais kosmosa "sīkums" kas līdz šim nav tieši atklāts, bet no tā var secināt tā gravitācijas ietekme uz "normālu" (to, ko zinātnieki sauc par "baronisku"), lietu. Astronomi zina, ka tā ir svarīga, un tā spēlē lomu, bet kāda ir šī loma?
Mūsu Visumā tumšā matērija pārsniedz parasto matēriju - ikdienas lietas, kuras mēs redzam visapkārt, ar koeficientu 6 līdz 1. Visu šo lietu gravitācijas efekts satur galaktikas un galaktiku kopas. Katru galaktiku ieskauj tumšās matērijas oreols, kas sver pat triljonu sauli un stiepjas simtiem tūkstošu gaismas gadu.
Lielākais jautājums par tumšo vielu ir: no kā tas ir izveidots? Vai tā ir tā sauktā "karstā" tumšā viela? Vai "aukstā" tumšā viela? Astronomi joprojām mēģina to izdomāt. Tumšo matēriju nevar redzēt, sajust, nogaršot, ožēt vai attēlot. To tomēr var noteikt pēc tā ietekmes uz citiem Visuma materiāliem. Tas ietver tās gravitācijas vilkmi. Tomēr ir arī citi tumšās matērijas aspekti, kurus pētnieki joprojām atklāj un skaidro. Kad viņi iegūs labu priekšstatu par to, kas tas patiesībā ir, tas ir, no kādām daļiņām tas ir izgatavots, viņi varēs to pilnīgāk raksturot. Tas ir tikai laika jautājums, pirms tas notiks.
Galaktikas, tumšā matērija un melnie caurumi
Astronomi zina noteiktas lietas par galaktikām: viņiem ir zvaigznes, planētas, miglāji, melnie caurumi un daudz tumšās vielas. Katrā masīvajā galaktikā ir: melnais caurums tās centrā. Jo gaišāka ir galaktika, jo lielāks ir tās melnais caurums. Bet kā abi ir saistīti? Galu galā melnais caurums ir miljoniem reižu mazāks un mazāk masīvs nekā tā mājas galaktika. Astronomi pēta futbola formas zvaigžņu kolekcijas, kuras sauc par eliptiskajām galaktikām, lai saprastu saikni starp galaktiku un tās melno caurumu. Izrādās, ka tumšās matērijas neredzamā roka kaut kā ietekmē melno caurumu augšanu un galaktiku veidošanos. Šīs lietas esamību, kuru mēs neredzam vai nepieskaramies, vispirms postulēja astronoms Fritz Zwicky 20. gadsimta sākumā, un vēlāk to novēroja un pārbaudīja novērotāju grupa vada astronome Vera Rubina.
Eliptiskās galaktikas ir aptuveni olu formas zvaigžņu kolekcijas, kuru sirdī ir melni caurumi. Zinātnieki izmantoja zvaigžņu kustības kā veidu, kā nosvērt galaktiku centrālos melnos caurumus. Karstās gāzes rentgenstaru mērījumi, kas apņem galaktikas, palīdzēja nosvērt tumšās vielas halo. Izrādās, jo vairāk tumšās matērijas ir galaktikā, jo karstāku gāzi tā var noturēt. Tātad, galaktikā ar lielu tumšās matērijas "halo", kas to ieskauj, attiecības starp abām ir spēcīgākas nekā starp melno caurumu un galaktikas zvaigznēm.
Šis savienojums, iespējams, ir saistīts ar to, kā aug eliptiskas galaktikas. Tie veidojas, kad saplūst mazākās galaktikas, un zvaigznes un tumšā viela sajaucas un sajaucas. Tā kā tumšā viela atsver visu pārējo, tā veido jaunizveidoto elipsveida galaktiku un virza centrālā melnā cauruma augšanu. Apvienošanās rada gravitācijas projektu, kam sekos galaktika, zvaigznes un melnais caurums, lai izveidotu sevi.
Tumšā matērija un citas galaktikas
Astronomiem ir nopietnas aizdomas, ka tumšā viela ietekmē arī cita veida galaktiku augšanu. Jaunākie teorētiskie pētījumi par tumšo matēriju un tās ietekmi uz objektiem galaktikā norāda, ka pati Zeme un, iespējams, pat to dzīvo balstiem, ir kaut kādā veidā ietekmēta tumšā matērija, jo mūsu Saule un planētas cauri galaktikai ceļoja simtiem miljonu gados.
Galaktikas disks - Piena Ceļa galaktika kur dzīvo mūsu Saules sistēma - ir pārpildīta ar zvaigznēm un gāzes un putekļu mākoņiem, kā arī ar koncentrāciju nenotveramas tumšās vielas - mazas subatomiskas daļiņas, kuras var noteikt tikai ar to gravitācijas palīdzību efektus. Kad Zeme (un, domājams, planētu sistēmas ap citām zvaigznēm) pārvietojas pa disku, tumšā matērija uzkrāšanās iztraucē tālu izplatītu komētu orbītas, nosūtot tās uz sadursmes kursiem ar planētas.
Tumšā matērija un mūsu planēta
Šķiet arī, ka tumšā matērija acīmredzot var uzkrāties Zemes kodolā. Galu galā tumšās vielas daļiņas iznīcina viena otru, radot ievērojamu siltumu. Karstums, ko rada tumšās vielas iznīcināšana Zemes kodolā, var izraisīt tādus notikumus kā vulkāns izvirdumi, kalnu apbūve, magnētiskā lauka apgriezieni un izmaiņas jūras līmenī, kas arī parāda virsotnes ik pēc 30 miljons gadu.
Tumšajai matērijai, šķiet, ir daudz ko atbildēt Visumā. Tas ir pārsteidzoši efektīvs materiāls, kaut arī tas vēl nav redzēts. Tā neredzamā roka ir jūtama visur.