 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|||||||||||||
 |
|||||||||||||
|
Звездният куп от галактики EMSS 1358 6245 е на около 4 млрд. светлинни години в съзвездие Дракон. Когато е заснет от рентгеновия телескоп на космическата обсерватория Чандра, учените засичат голямо количество тъмна материя, която е около 4 пъти повече от нормалната материя. |
|||||||||||||
 |
|||||||||||||
|
Тази първа снимка на обект изграден от тъмна материя, намиращ се до звезда от клас червено джудже. Преди 6 години, този обект гравитационно пречупи идващата светлината на намираща се зад него синя звезда, чрез т.нар. микрооптичен ефект. Оттогава червеното джудже се е преместило незначително, но достатъчно за да се види ясно на новите изображения. |
|||||||||||||
 |
|||||||||||||
|
Компютърен модел показва очакваното разпространение на тъмната материя във Вселената. |
|||||||||||||
 |
|||||||||||||
|
|
 |
|
|
|
|
 |
|||
| 04.06.2005 by CREATOR: NASA, Space.com, LLNL
Едно време, преди малко повече от 100 години, повечето учени са мислили, че изглеждащият празен космос, всъщност е изпълнен със субстанция, наречена светъл етер (ефир). Тази тайнствена субстанция никога не е била видяна от никоя лаборатория на Земята. Била е използвана, за да се обясни как гравитацияата от едно небесно тяло въздейства на друго. В края на 19 век, започват да мислят, че теорията за светлия етер е една погрешна концепция и тя потъва в забрава. Днес друга една мистериозна субстанция занимава учените, но за разлика от прежде споменатата, не само че не е потънала в забрава, ами даже напротив - смята се за една от най-авангардните космологични теории на десетилетието. Субстанцията е наречена "тъмна материя" и сега масово се приема от астрономите за основната съставна част на Вселената. Как може астрономите да са толкова категорични за нещо, което никога не са виждали? Отговорът идва от наблюденията върху движението на звездите и галактиките за повече от 50 години. Вътре в спираловидните галактики, отделните звезди и облаци от газ обикалят значително по-бързо, отколкото ако бяха само под влиянието на видимите части на галактиките. Движенията в отделните галактики не могат да бъдат обяснени само с гравитацията на наблюдаваните от астрономите обекти. За да обяснят тези наблюдения, астрономите допускат хипотезата, че галактиките са заобиколени от огромни ореоли от невидима материя, от различен вид. Тази т.нар. тъмна материя е невидима за нас, защото тя не излъчва енергия. Но тя има маса, което означава, че тя може да доставя допълнителната гравитация, необходима да задържи галактиките и куповете от галактики цели. Дори в странния свят на космологията, това си е едно необичайно предположение. През 1972 година Алън Сандидж от Обсерваториите Карнеги в Пасадена, Калифорния, изказва предположението, че в близката Вселена – където разширяването е най-бавно – гравитационното взаимодействие между групите и клъстерите от галактики трябва да формира значителни отклонения в скоростите им, отнесено към преобладаващото мнозинство. Тези отклонения са наречени “специфична скорост”. Но Сандидж подчертава фактът, че галактиките от нашата околност – онези, които се намират в нашата локална група галактики на Млечния път и близките съседни – показват анормално ниски специфични скорости. По-късно екип от астрономи изказва твърдението, че тази аномалия би трябвало още тогава да събуди съмнението у астрофизиците и да им подскаже идеята за тъмната материя. През 1977 година, когато все още никой не е и помислял за нея, Фабио Говернато от Вашингтонския Университет съставя компютърен модел на формация от галактики за времето малко след Големият взрив до наши дни. Този модел обаче не съвпада с наблюдаваните анормално ниски стойности на специфичните скорости на галактиките, които се наблюдават в действителност. Говернато и неговите колеги преразглеждат компютърния си модел и добавят в него съществуването на тъмната материя. И най-удивителното е, че корекцията довела до съвсем точно съвпадение с наблюдаваните ниски специфични скорости на галактиките в нашата локална група и близките до нея. "Това е доказателство, че галактиките са просто острови в морето от тъмна материя", казва Говернато. Но дали тъмната материя е единственото обяснение? Може би учените не разбират докрай как работи гравитацията, може би известният Нютонов закон се нуждае от известна ревизия? Подобна идея не е много популярна, поне според Крис Импи от Университета в Аризона. Определено повечето астрономи са крайно против да се откажат от закона на Нютон за гравитацията. Така, че остава да се избира измежду две възможности: или че нашите знания за гравитацията са непълни, или хипотезата за основните микроскопични частици, които никога не са били забелязани от никоя физическа лаборатория имат само "възспиращо" свойството. Хипотезата за тъмната материя е по-малката злина, защото изисква само няколко изменения от общоприетите от астрофизиците постановки. За да се обяснят наблюденията чрез ревизия на теорията за гравитацията, астрономите ще се сблъскат със значително повече проблеми. Все пак мнозина учени си остават скептични относно съществуването на тъмната материя. Джон Пийкок от Кралската Обсерватория в Единбург, Шотландия, казва по отношение на присъствието на тъмна материя в близкия Космос следното: "Трябва да се намери доказателство, което да не противоречи на нищо от известните ни факти. Компютърният модел на Говернато, както и неговите проучвания не дават такова доказателство." Пийкок казва, че галактиките се обикновено формират в региони където космическият газ е достатъчно изстинал, за да се формират звезди. Тези региони имат относително ниски специфични скорости, което може да даде обяснение за фактическите резултати от наблюденията. Андреа Мацо от Университета в Цюрих, също е съгласен с идеята, че регионите с ниска плътност, където се формират галактиките, може да са причина за ниските специфични скорости, но отхвърля твърдението, че само това е достатъчно да обясни фактите. "Данните от наблюденията, с които разполагаме, категорично показват, че измерените специфични скорости на галактиките в Локалната група са твърде ниски, за да бъдат обяснение без наличието на тъмната материя", казва швейцарският астрофизик. И докато астрономите не могат да видят директно тъмната материя, те могат само да наблюдават ефекта й върху галактиките и клъстерите от галактики, които се държат като гравитационни лещи. Гравитацията от тези клъстери изкривява светлината от по-отдалечените галактики, точно както отичните лещи. Анализирайки този ефект, като се използват компютърни модели астрономите определят масата на тези клъстери и още веднъж стигат до заключението, че тъмната материя трябва да съществува в изобилие. Всъщност астрономите стигат до заключение, че има толкова много тъмна материя, че нейното съотношение спрямо обикновената материя във Вселената е 10:1! Според някои изследователи количеството на тъмната материя във Вселената представлява около 87%. Ако можехте да видите тъмната материя, казват астрономите, то повечето галактики, включително нашата галактика - Млечния път, щяха да изглеждат 10 пъти по-големи отколкото в момента. Всичко познато ни за съществуващите из Космоса: звезди, галактики, планети, облаци от газ и прах, представляват само малка част от това, което всъщност са. И въпреки, че е нещо повсеместно, тъмната материя има невероятно неуловимо поведение. Тук на Земята тя може да премине през нас, но ние няма да разберем. Отчасти това се дължи на факта, че тъмната материя рядко, да не кажем никога не си взаимодейства с нормалната материя. Не би могла да се сравни с нищо познато на Земята, поради нейната невероятна дифузивност. Още повече, че всичкои усилия на учените да засекат тъмната материя са осуетени. Засега те могат само да теоритизират, на какво би могла да прилича и от какво е изградена, като основните канидати са предимно субатомни частици, формирани при още младата Вселена, при много високи температури. Има и други, като: фотино, гравитино, аксиони и т.н. И разбира се известното неутрино, дълго време издирвано от физиците и единствената засечена частица, въпреки че тя вероятно представлява само малка фракция от действителното количество тъмна материя. И накрая тъмната материя може би изгражда някои по-обичайни обекти, като: кафяви джуджета, нестабилни планети и др. "обичайни" неща. Докъде, все пак са стигнали астрономите? Както всеки учен би Ви казал, за всяка разработвана тема, трябва още да с поработи и по теорията и по наблюденията. За астрономите това означава, да се направят наблюдения върху напр. много високо енергийните космични лъчи, които вероятно се формират при сблъсъка на тъмна материя с нормалната материя в нашата галактика. Детекторите за тази камапания, вече са инсталирани под земята и са готови за работа на най-различни места по планетата - като се започне от Ню-Мексико и се стигне до вечните ледове на Антарктика. Крис Импи смята, че усилията на физиците ще бъдат решаващи за засичането на частици тъмна материя. Той смята, че най-вероятно след период от две до четири години те ще бъдат открити или пък ще бъде натрупан достатъчно материал за да се отхвърли теорията за тъмната материя. Още повече, че теоретиците ще имат в ръцете си някои от тези озадачаващи наблюдения върху галактиките, които хвърлят съмнения върху хипотезата за тъмната материя. Почти всяка симулация на централните части на масивните галактики, каквато е и нашата, подсказва че тъмната материя е високо концентрирана в централния регион. Е, понякога това не е така, казва Импи. Наскоро стана ясно, че астрономите са успели за първи път да фотографират и премерят обект, за когото се счита че е изграден частично от тъмна материя. Става въпрос за звезда - клас червено джудже, известно на учените поне от 6 години. Айнщайн предсказва, още преди доста време, че гравитацията може да пречупва светлината. И се оказва прав. Дори нашата звезда Слънцето, притегля светлината, която преминава наоколо. Астрономите използват това свойство, за да изучат силно отдалечени и слаби звезди и галактики, които не биха били видими, ако светлината се движеше по права линия. Слабата светлина на отдалечените обекти, понякога се пречупва от гравитацията на по-близката звезда, какъвто е именно случая с червеното джудже. В този случай към невидимите и мистериозни обекти, се счита че включват кафяво джудже, бяло джудже и дори черна дупка и щяха да си останат незабелижими, ако не беше по-горе описания ефект, който в случая действа като своеобразна космическа лупа. Изследователите, които са придобили вече доста солиден опит в изследванията с помощта на космическия телескоп Хабъл, го насочват към регион, за който предварително се подозира, че съществува ефекта на гравитацинните лещи. Хабъл фотографира червеното джудже, което бавно се придвижва от позицията от преди 6 години. "Ако знаехме къде да гледаме преди доста време, ние щяхме да го видим", заяви Кен Кук от Lawrence Livermore National Laboratory. Но доскоро червеното джудже се губеше в светлината на по-отдалечена звезда, която въпреки по-голямата си отдалеченост светеше със съвместима яркост. Кук заяви, че скоро и други обекти изградени от тъмна материя ще бъдат засечени чрез "гравитационни ефекти". Смята се, че съществува два типа тъмна материя. Някои, като новите изображения на червеното джудже, са изградени от обикновена материя, която е обгърната от трудно забележима обвивка, представляват студени и мъжделиви звезди, които не могат да бъдат засечени със съвременните технологични средства. Този тип обекти са наречени MACHO (MAssive Compact Halo Objects). Истинската и по-екзотичната тъмна материя се счита, че е изградена от невидими частици, които е невъзможно да бъдат видяни. Тези частици са наречени WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles). Изследователите предполагат, че повечето от невидимата материя във Вселената се състои именно от този тип. Засега са засечени само обекти от първия тип - MACHO. Един голям проект е открил няколко MACHO обекта, позиционирани пред звездите от галактиката Голям Магеланов облак, която се намира в съседство с нашата галактика. To be continued... Добавете коментар |
|||