מהו חומר אפל? אם חומר אפל קיים?

השאלה של מקור היקום, העבר ועתידה של אנשים מוטרדים מאז ומעולם. במשך מאות רבות, התאוריה ויקם נדחו, המציע תמונה של העולם, המבוססת על נתונים ידועים. הלם יסודי לעולם המדעי הפך תורת היחסות של איינשטיין. היא תרמה תרומה עצומה להבנת התהליכים המעצבים את היקום. עם זאת, תורת היחסות לא יכול לטעון שהוא האמת המוחלטת, אשר אינה דורשת כל ההרחבות היו. טכנולוגיות שיפור אפשרו אסטרונומים לעשות תגליות הדעת בעבר, אשר נדרשו מסגרת תיאורטית חדשה או הרחבה משמעותית של ההוראות הקיימות. אחת מתופעות אלו היה החומר האפל. אבל בל נקדים את המאוחר.

מקרים של ימים עברו

להבנת המונח "חומר אפל" בחזרה אל תחילת המאה שעברה. בעוד הבנה שלטו של היקום כמבנה נייח. בינתיים, תורת היחסות הכללית (GTR) להניח כי במוקדם או במאוחר את כוח המשיכה יוביל "חסימה" של עצמים בחלל בפיתול יחיד, תהיה קריסת הכבידה שנקראה. בין אובייקטים במרחב, אין כוחות דחייה. משיכה הדדית מפוצה על ידי כוחות צנטריפוגליים ליצור תנועה קבועה של הכוכבים, הפלנטות וגופים אחרים. לכן זה נתמך במערכת שיווי משקל.

על מנת למנוע קריסה של היקום התיאורטי, איינשטיין הציג קבוע הקוסמולוגי - ערך וכתוצאה מכך מערכת למצב יציב רצוי, אבל בעצם המציא שיש שום סיבה נראית לעין.

היקום מתרחב

מחשוב והפתיחה פרידמן האבל הראו שאין צורך לשבור את המשוואות והדקות יחסות כללית באמצעות קבוע החדש. הוכח, והיום למעשה זה כמעט אף אחד ספק כי היקום מתפשט, זה היה פעם את ההתחלה ואת סטציונריות של הדיבור לא יכול ללכת. פיתוח של הקוסמולוגיה בהמשך הוביל תיאוריית המפץ הגדול. ההוכחה העיקרית של הנחות חדשות - הגידול הנצפה לאורך זמן, המרחק בין הגלקסיות. זוהי המדידה של קצב הסרה מכל מערכות בחלל סמוך אחרות הובילה להיווצרות של ההשערה כי קיים חומר אפל ואנרגיה אפלה.

הנתונים אינם עולים בקנה אחד עם התאוריה

פריץ Tsvikki ב 1931, ומאוחר יותר יאן אורט ב 1932 וב 1960 עוסקת לספור את המשקל של החומר באשכול מרחוק של גלקסיות והקשר שלה עם המהירות של המרחק שלהם זה מזה. מעת לעת, המדענים הגיעו לאותה מסקנה: מספר חומרים כזה אינו מספיק כדי הכבידה שנוצרו על ידם יכול להחזיק את הגלקסיות נעות במהירויות גבוהות כאלה. צביקי ואת אורט שערו כי יש מסה נסתרת של החומר האפל של היקום, אינם מאפשרים עצמים בחלל הפיזור לכיוונים שונים.

עם זאת, ההשערה זכה להכרה של העולם המדעי רק בשנות השבעים, לאחר ההכרזה על תוצאות של רובי אמונה. זה בנוי עקומות סיבוב המדגימים את התלות של מהירות של החומר בגלקסיה המרחק המפריד אותו ממרכז המערכת. בניגוד להנחה התיאורטית היה שמהירות הכוכבים כמרחק אינה מפחיתה ממרכז הגלקסיה, ולגדול. כדי להסביר התנהגות זו יכולה רק מאורות נוכחויות של גלקסיות הילה, אשר ממלאת את החומר האפל. אסטרונומיה ולכן הוא מתמודד עם חלק נחקר לחלוטין של היקום.

מאפיינים ורכב

סוג זה של חומר אפל שנקרא כי זה לא ניתן לראות על ידי כל שיטות קיימות. הנוכחות שלה הוא מוכר על ידי ראיות נסיבתיות: החומר האפל יוצר שדה הכבידה אינו דוחה את הגלים האלקטרומגנטיים לחלוטין.

המשימה החשובה ביותר שנוצרה לפני המדענים, הייתה לקבל תשובה לשאלה מה הוא בעניין זה. אסטרופיזיקה ניסתה "למלא" החומר באריון הרגיל שלה (מחומר הבאריוני מורכב יותר או פחות למדנו פרוטונים, ניטרונים ואלקטרונים). בשנתי ה ההילות האפלות של גלקסיות כללו כוכבים קומפקטיים נמוכים emissivity כגון ננסים חומים וגדולים, לפי משקל קרוב לכוכב יופיטר. עם זאת, ההנחות הללו אינן לעמוד בבדיקה. מחומר הבאריוני, מוכר וידוע, ולכן, לא יכול לשחק תפקיד משמעותי המסה הנסתרת של גלקסיות.

היום, בחיפוש אחר הרכיבים הידועים המעורבים פיסיקה. חקירות מעשיות המבוססות על מיקרוקוסמוס סוזי התאוריה המדעי, לפיה לכל חלקיק ידוע קיים קיטור סוזי. כלומר הם שמהווים חומר אפל. עם זאת, ראיות לקיומו של חלקיקים כאלה לא ניתן היה לקבל עד, אולי, במקרה של בעתיד הקרוב.

אנרגיה אפלה

הגילוי של סוג חדש של חומר לא הסתיים ההפתעות שם כי הכינו מדענים ביקום. בשנת 1998, אסטרופיזיקאים הציג הזדמנות נוספת להשוות תיאוריות אלה עם העובדות. השנה התאפיינה הפיצוץ של סופרנובה בגלקסיה רחוקה מאיתנו. אסטרונומים מדדו את המרחק אליו הוא מאוד מופתע נתונים שהתקבלו: הכוכב התלקח הרבה יותר ממה שהוא היה צריך להיות על פי התאוריה הקיימת. נמצא כי לאורך זמן, קצב ההתרחבות גוברת: עכשיו זה הרבה יותר גבוה ממה שהוא היה לפני 14 מיליארד שנים, כאשר ככל הנראה היה פיצוץ גדול.

כידוע כדי להאיץ את התנועה של הגוף, יש צורך להעביר את האנרגיה. הכוח שגורם ליקום להתרחב מהר, שנודע בשם אנרגיה אפלה. זה לא חלק פחות מסתור היקום מ חומר אפל. אנחנו רק יודעים שזה מתאפיין התפלגות אחידה בכל רחבי היקום, והשפעתו ניתן לרשום רק המרחקים הקוסמיים העצומים.

שוב, הקבוע הקוסמולוגי

אנרגיה אפלה זעזעה את התאוריה של המפץ הגדול. חלק מהקהילה המדעית הוא סקפטי לגבי האפשרות של חומר כזה, וגרם לה להאיץ רחבה. חלק אסטרופיזיקאים מנסים להחיות את הקבוע הקוסמולוגי של איינשטיין נשכח, וזה שוב מקטגוריית שגיאה מדעית גדולה יכול ללכת בכמה הנחות עבודה. נוכחותה משוואות מייצר antigravity, המוביל אל האצת ההתפשטות. עם זאת, כמה השלכות של נוכחות של הקבוע הקוסמולוגי אינו עולה בקנה אחד עם נתונים תצפיתיים.

היום, חומר אפל ואנרגיה אפלה שמרכיב את רוב החומר ביקום - בפאזל מדענים. התשובה חד משמעית לשאלה של הטבע שלהם שם. יתר על כן, זה לא יכול להימשך התעלומה שמחזיקה אותנו מהחלל. חומר ואנרגיה כהים יכולים להיות הקדמת תגליות חדשות שיכולים לחולל מהפכת הרעיון שלנו של מבנה היקום.