Космос для начинающих - Тёмная материя.

11 September 2019

Уверен, что вы не раз, слышали это выражение, и не раз пытались понять, что же это такое? Уверен, что многие из вас целенаправленно искали ответы в интернете, но в итоге ещё больше запутывались потому, что определения в интернете, порой являются просто выпиской из научной литературы. Сегодня мы все уйдем отсюда с чётким пониманием, что имеется ввиду под тёмной материей, зачем она нужна и стоит ли её бояться.

И так, когда-то, не так давно, мы открыли для себя нашу Галактику, и с интересом принялись её изучать. Тогда, мы ещё не знали, что во вселенной огромное количество галактик подобных нашей, и считалось, что вселенная устроена именно так: есть наша солнечная система, о других мы тогда тоже не знали, есть звёзды вокруг, и в общем то, вот и весь космос, это и есть наша Галактика.

Время шло, инструменты для изучения космоса совершенствовались. Начали появляться телескопы, позволяющие заглядывать в дальний космос. В 1922 году, астроном Эдвин Хаббл, смог доказать, что оказывается наша галактика Млечный путь, не единственная. Как я уже упомянул выше, до него, считалось, что вся вселенная, это и есть наша галактика Млечный путь. Были открыты ещё несколько галактик, которые с огромным энтузиазмом принялись изучать все, кто хоть как-то был причастен к астрономии. И хотя в новостях мелькала информация об обнаружении других галактик, это было очень редким событием. Также Эдвин Хаббл, открыл красное смещение. Если вкратце, то смещение в красную сторону спектра, наблюдается у тех объектов, которые удаляются от нас, и чем дальше они становятся, тем больше это смещение. То есть Эдвин Хаббл открыл то, что вселенная расширяется.

В 1990 году, через 37 лет после смерти Эдвина Хаббла, был создан и выведен на орбиту космический телескоп Хаббл, названный в честь Эдвина Хаббла. И после этого, открываемые галактики посыпались на нас, как из рога изобилия.

В 1998 году, было открыто, что вселенная не просто расширяется, она расширяется с ускорением. И учёные задались вопросом, а какова собственно масса, наблюдаемой части вселенной? Начали считать. Учли всё, количество открытых галактик, примерное количество звёзд в галактиках, массы туманностей, межзвездного газа, плазмы и т.д. На всякий случай считали с большим запасом в плюс, чтобы учесть то, чего могли не знать. Посчитали, получили цифру.

Как известно, на сегодняшний момент, самой актуальной и общепринятой в научном сообществе теорией возникновения вселенной, является теория большого взрыва. Мы сейчас не будем говорить насколько она спорная или на какие вопросы она не в состоянии ответить. Лучше пока что никто не предложил, а если и предложил, то его пока не услышали. Так вот, по принятой теории, наша вселенная образовалась из одной сверхплотной точки в результате взрыва этой самой точки. А теперь представьте себе взрыв петарды, которую закопали в снег. Снег вокруг будет разлетаться в форме шара от эпицентра взрыва. Тоже самое происходит и с нашей вселенной. После взрыва, всё выброшенное вещество, стало разлетаться от эпицентра. Попутно оно слипалось, другими словами, это называется аккреция, взаимодействовало друг с другом и образовывая звёзды, планеты, галактики и т.д. продолжало разлетаться. Продолжает оно это делать и сейчас. Вселенная расширяется.

Так вот, получив цифру с примерной массой всей открытой вблизи нас вселенной, астрономы высчитали, какой силы должна быть гравитационная связь между объектами, составляющими эту массу. То есть, они посчитали примерное гравитационное воздействие галактик друг на друга, и обнаружили странную вещь. Той гравитационной связи при имеющейся массе, недостаточно, чтобы замедлять скорость разлетания галактик. Другими словами, снег, от взрыва петарды, как бы застыл и разлетается очень медленно, как будто в замедленном видео. Наша, и окружающие нашу, галактики, должны были уже давно разлететься в разные стороны и потерять друг друга из виду, но этого не происходит.

Почему? Ведь замедлять их может только гравитация, которой неоткуда взяться. Получается гравитация есть, а массы её порождающей - нет! Представьте себе, что вы со всего разбегу пнули мяч, а он вместо того, чтобы с огромным ускорением полететь в сторону ворот, сдвинулся по траве на один миллиметр. Вы очень удивились, подняли мяч, всё в порядке. Такой же лёгкий, упругий, ничего не изменилось, но ведёт себя так, как будто весит целую тонну. Вы стали думать, что не так? Рассчитанная скорость разлёта не совпадала с реальной, а, чтобы совпала, нужно предположить наличие огромного избытка странного вещества: не излучающего, прозрачного, не взаимодействующего с газом и пылью ни одним из способов, кроме гравитационного. Предположили, и назвали его –
"тёмная материя".

После этого измерили массы ряда галактик и скоплений методом гравитационного линзирования - и снова обнаружили избыток темной материи, причем измерения по галактикам совпали с результатами по линзированию. Кстати сказать, изучение линзирования и поля скоростей позволило оценить не только массу, но и характер распределения темной материи в галактиках и скоплениях. Тёмной же, её назвали потому, что она не взаимодействует со светом, а шире – с электромагнитным излучением вообще. Также, как, например, нейтрино.

Помните, как в фильме ДМБ?

- Ты видишь суслика в поле?
- Нет.
- И я не вижу, а он есть.

Но это ещё не всё. Ещё раз представьте себе взрыв петарды в снегу. Что будет со снегом, который разлетается от петарды? Теряя энергию, он должен замедляться, логично? Логично, а что делает, как мы выяснили раньше расширяющаяся вселенная? Она ускоряется, как же так!

В принципе, здесь всё пошло по тому же сценарию. Решили, что существует некая энергия, которая расталкивает вселенную, заставляет её расширяться с ускорением, вместо того, чтобы дать расширению остановиться вовсе. Назвали её
"тёмная энергия".

Друзья! Дзен работает на подписках. Подписывайтесь на канал, ставьте лайки и делитесь статьями с друзьями. Все это поможет мне развиваться и писать самые интересные материалы для вас!

Ссылки на другие статьи по теме: Космос для начинающих - Жизнь звёзд. Космос для начинающих - Световой год. Космос для начинающих - Центр масс.