Līdz šim zinātnieki nav spējuši viennozīmīgi pierādīt "tumšās matērijas" esamību, kuru it kā veido lielākā daļa no mūsu Visuma.
"Tumšā matērija", kas ieskauj galaktikas visā Visumā, ir neredzama, jo tā neatspoguļo gaismu. Tās klātbūtni var pamanīt tikai ar gravitācijas efektu, kas tam ir uz planētām un zvaigznēm.
Neskatoties uz USD 2 miljardu eksperimentu, kas tika veikts Starptautiskajā kosmosa stacijā un kurā bija redzamas "tumšās vielas" esamības pazīmes, tas nekad nav bijis tieši novērots.
Caurumi debesīs
Pirmās norādes, ka kaut kas nav kārtībā ar Visuma masas aprēķināšanu, parādījās XX gadsimta 30. gadu vidū. Šveices astronoms Fritz Zwicky izmērīja ātrumu, ar kādu galaktikas Komas klasterī (un šī ir viena no lielākajām kopām, kas mums zināma, tajā ietilpst tūkstošiem galaktiku) riņķo ap kopējo centru.
Rezultāts bija atturīgs: galaktiku ātrums izrādījās daudz lielāks, nekā varētu gaidīt, pamatojoties uz novēroto kopas kopējo masu. Tas nozīmēja, ka komu kopas patiesā masa bija daudz lielāka nekā redzamā masa. Bet galvenais matērijas daudzums, kas atrodas šajā Visuma apgabalā, kaut kādu iemeslu dēļ paliek neredzams un nepieejams tiešai novērošanai, izpaužas tikai gravitācijas veidā, tas ir, tikai kā masa.
40 gadus pēc Zvickija darba, 70. gados, amerikāņu astronoms Vera Rubins izpētīja rotācijas ātrumu ap matērijas galaktisko centru, kas atrodas galaktiku perifērijā. Mērījumi parādīja, ka daudzām galaktikām šis ātrums paliek gandrīz nemainīgs ļoti ievērojamā attālumā no centra.
Reklāmas video:
Šos rezultātus var interpretēt tikai vienā veidā: matērijas blīvums šādās galaktikās nesamazinās, pārvietojoties no centra, bet paliek gandrīz nemainīgs. Tā kā redzamās vielas (kas atrodas zvaigznēs un starpzvaigžņu gāzē) blīvums strauji samazinās galaktikas perifērijas virzienā, trūkstošajam blīvumam ir jābūt tādam, ko mēs kaut kāda iemesla dēļ nevaram redzēt.
Galaktiskais paradokss
Lai kvantitatīvi izskaidrotu novērotās rotācijas ātruma atkarības no attāluma līdz galaktiku centram, ir nepieciešams, lai šis neredzamais "kaut kas" būtu apmēram 10 reizes lielāks nekā parasti redzamā matērija. Šo "kaut ko" sauca par "tumšo matēriju" un tas joprojām ir visintriģējošākais noslēpums astrofizikā.
Vēl viens svarīgs pierādījums par "tumšās matērijas" esamību mūsu pasaulē nāk no aprēķiniem, kas imitē galaktiku veidošanos, kas sākās apmēram 300 tūkstošus gadu pēc Lielā sprādziena sākuma. Vienkārši lietu nevajadzēja savākt galaktikās, kuras mēs tomēr novērojam mūsdienu laikmetā. Šo problēmu sauca par galaktisko paradoksu, un ilgu laiku to uzskatīja par nopietnu argumentu pret Lielā sprādziena teoriju.
Tomēr, ja mēs pieņemam, ka parastā matērijas daļiņas agrīnajā Visumā tika sajauktas ar neredzamās “tumšās matērijas” daļiņām, tad aprēķinos viss ietilpst vietā.
Izrādās, ka pazīstamās un šķietami izpētītās redzamās pasaules detaļas, kuras mēs nesen uzskatījām par gandrīz saprotamām, ir tikai mazs papildinājums kaut kam, no kura Visums patiesībā sastāv.
Spoguļu pasaule
Habla teleskops 1995. gadā pamanīja, ka viena no Lielā Magelāna mākoņa zvaigznēm uzliesmoja gaišāk. Šis mirdzums ilga vairāk nekā trīs mēnešus, bet tad zvaigzne atgriezās dabiskajā stāvoklī. Un sešus gadus vēlāk blakus zvaigznei parādījās tik tikko gaismas objekts. Tas bija auksts punduris, kurš, ejot 600 gaismas gadus no zvaigznes, izveidoja gravitācijas objektīvu, kas pastiprina gaismu. Aprēķini parādīja, ka šī pundura masa ir tikai 5-10% no Saules masas.
Visbeidzot, vispārējā relativitātes teorija viennozīmīgi saista Visuma izplešanās ātrumu ar tajā esošās vielas vidējo blīvumu. Ja patiesībā Visuma blīvums ir precīzi vienāds ar kritisko, tā nevar būt nejauša sakritība, bet gan sekas kādai mūsu pasaules pamatīpašībai, kas vēl jāsaprot un jāsaprot.
Tomēr jaunā teorija apgalvo, ka "tumšajā matērijā" var būt "spoguļpasaule", kas var mainīt mūsu izpratni par Visumu.
Plankas teleskops apkopoja datus par laikiem, kas sekoja lielajam sprādzienam pirms 13,8 miljardiem gadu, parādot, ka kāda noslēpumaina matērija veido 26,8 procentus no Visuma matērijas - vairāk, nekā tika domāts iepriekš.
Parastā viela - galaktikas un planētas, kuras mēs varam tieši novērot, ir tikai aptuveni 4,9 procenti. Un viss pārējais ir vēl noslēpumaināks "tumšā enerģija", kas, pēc zinātnieku domām, ir atbildīga par Visuma paplašināšanos.
Jauna parādība
Šogad starptautiska pētnieku grupa paziņoja, ka kosmisko staru detektors, kas atrodas uz ISS, ir atklājis pirmās pazīmes par "tumšās vielas" esamību.
Šie rezultāti tika iegūti, kad pirms diviem gadiem kosmosā palaistais alfa magnētiskais spektrometrs (AMS) atklāja jaunas fiziskas parādības pazīmes, kas varētu būt dīvainas un līdz šim nezināmas lietas.
Zinātnieku secinājumi balstās uz novēroto pozitronu - pozitīvi lādētu subatomisko daļiņu - pārpalikumu. Atklāto pozitronu pārsprāgšanu varēja radīt mirstot "tumšajai matērijai" - vielai, kas ir tik būtiska mūsu Visumam, ka nosaka zvaigžņu un planētu izvietojumu.
Galīgais risinājums noslēpumainas matērijas parādīšanās noslēpumam var mums atvērt pilnīgi jaunas izpētes jomas, ieskaitot iespēju pastāvēt vairākiem Visumiem un citām dimensijām.