Κοιτάξτε έναν γαλαξία, τι βλέπετε; Μάλλον πολλά αστέρια. Νεφελώματα επίσης. Και μάλλον αυτό είναι. Ένα ολόκληρο μάτσο αστέρια και γκάζι σε μια ποικιλία από πολύχρωμες ποικιλίες. μια απόλαυση στο μάτι. Και θαμμένοι ανάμεσα σε αυτά τα αστέρια, αν κοιτάξετε αρκετά προσεκτικά, θα μπορούσατε να βρείτε πλανήτες, μαύρες τρύπες, λευκούς νάνους, αστεροειδείς και όλων των ειδών τις διάφορες ογκώδεις πιθανότητες και τα άκρα. Το συνηθισμένο γαλαξιακό περιβάλλον.
Αυτό που δεν θα βλέπατε είναι αυτό που είναι το μεγαλύτερο μέρος αυτού του γαλαξίαΠραγματικάφτιαγμένος από. Δεν θα έβλεπες το αόρατο, το κρυμμένο. Δεν θα βλέπατε το μεγαλύτερο μέρος αυτής της γαλαξιακής μάζας. Δεν θα έβλεπες τη σκοτεινή ύλη.
Dark Matters Most
Η σκοτεινή ύλη είναι μια υποθετική μορφή ύλης, και σε αυτήν την υπόθεση κολυμπάτε σε αυτήν αυτή τη στιγμή. Από όσο μπορούμε να πούμε, με βάση δεκαετίες προσεκτικών, σχολαστικών παρατηρήσεων για τα πάντα, από την κίνηση των άστρων μέσα στους γαλαξίες έως την κίνηση των γαλαξιών μέσα σε σμήνη έως τις πρώτες στιγμές της μεγάλης έκρηξης έως την ανάπτυξη της δομής σε ολόκληρο το σύμπαν (π. , έχουμε δουλέψει πολύ σκληρά σε αυτό), ο κόσμος μας δεν είναι αυτό που φαίνεται στην επιφάνεια.
Το κύριο αποτέλεσμα: τα περισσότερα από τα ακατέργαστα πράγματα στο σύμπαν μας απλά δεν αλληλεπιδρούν με το φως. Το συνηθισμένο του όνομα είναι «σκοτεινή ύλη», αλλά μπορεί να είναι καλύτεροαόρατοςύλη. Δεν είμαστε ακριβώς σίγουροι τι είναι ( εργαζόμαστε ακόμα σε αυτό το κομμάτι ), αλλά η σκοτεινή ύλη φαίνεται να είναι κάποιο είδος μικροσκοπικού σωματιδίου που πλημμυρίζει κάθε γαλαξία, εμποτίζοντας τους με επιπλέον μάζα. Επειδή αυτή η σκοτεινή ύλη δεν αλληλεπιδρά με το φως, δεν αισθάνεται καμία σχέση με την ηλεκτρομαγνητική δύναμη, που σημαίνει ότι απλώς περνά μέσα από την κανονική ύλη χωρίς να παρατηρήσει ή να νοιαστεί ούτε ένα κομμάτι.
Το βάρος του τίποτα
Όσο ισχυρή κι αν είναι αυτή η σκοτεινή ύλη όσον αφορά την εξήγηση των βαθιών και περίπλοκων προβλημάτων του σύμπαντος, έχει κάποιες αδυναμίες. Κυρίως, όταν οι αστροφυσικοί εκτελέστε προσομοιώσεις σε υπολογιστή για την ανάπτυξη των γαλαξιών – παρακολουθώντας τον σχηματισμό και την εξέλιξή τους κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών χρησιμοποιώντας όλη τη γνωστή φυσική που κάνει έναν γαλαξία γαλαξία – διαπιστώνουν ότι η σκοτεινή ύλη τείνει πραγματικά, πραγματικά να συσσωρεύεται σε άσεμνα υψηλές πυκνότητες στο κέντρο αυτών των γαλαξιών .
Αυτή είναι μια καλή και κομψή πρόβλεψη από μόνη της, αλλά δεν ταιριάζει απόλυτα με τις παρατηρήσεις. Ενώ δεν μπορούμε να δούμε άμεσα τη σκοτεινή ύλη (θυμηθείτε: αόρατη), μπορούμε να δούμε τα αποτελέσματά της σε οτιδήποτε άλλο, συμπεριλαμβανομένης της κανονικής ύλης. Η σκοτεινή ύλη μπορεί να μην παίζει το ηλεκτρομαγνητικό παιχνίδι, αλλά μιλάει με τη βαρύτητα, επειδή η βαρύτητα είναι εξαιρετικά φιλική και μπορεί να μιλήσει σε κάθε κομμάτι μάζας και ενέργειας σε ολόκληρο το σύμπαν.
Ο Γαλαξίας και το φωτοστέφανο της σκοτεινής ύλης του. Πίστωση εικόνας: Sload Digital Sky Survey
Έτσι, αν γεμίσετε έναν γαλαξία με σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ύλη τείνει να συσσωρεύεται πολύ στο κέντρο, τότε θα υπάρχουν πολλάβάροςστο κέντρο του γαλαξία, αντλώντας από το περιβάλλον αέριο. Καθώς αυτό το αέριο συμπιέζεται στον πυρήνα, θα συρρικνωθεί και θα καταρρεύσει, προκαλώντας μαζικά γεγονότα σχηματισμού αστεριών, ξεπροβάλλοντας απορρίμματα νέων αστεριών.
Με άλλα λόγια, οι πυρήνες των γαλαξιών θα πρέπει να έχουν σωρούς πάνω σε μοριακούς σωρούς αερίων και αστεριών. Και παρόλο που τα γαλαξιακά κέντρα είναι πράγματι πολύ πλούσια μέρη, δεν είναιότιπλούσιος.
Το συμπέρασμα ότι η συνηθισμένη πρόβλεψη για τη συμπεριφορά της σκοτεινής ύλης στους γαλαξιακούς πυρήνες δεν είναι η πλήρης ιστορία. Εφόσον έχουμε τόσους άλλους καλούς λόγους να πιστεύουμε ότι η σκοτεινή ύλη είναι ένα πράγμα, το ερώτημα είναι: τι την εκτοξεύει από τον πυρήνα;
Ανακινώντας τα πράγματα
Δώστε σε δέκα θεωρητική φυσική ένα πρόβλημα και θα βρουν μια ντουζίνα λύσεις. Και στην περίπτωση της «αυστηρότητας» των πυρήνων της σκοτεινής ύλης, κατάφεραν να βρουν κάθε είδους διασκεδαστικές εξηγήσεις. Ίσως η σκοτεινή ύλη να είναι πιο εξωτική από ό,τι πιστεύαμε, ικανή να αλληλεπιδράσει ελαφρώς με τον εαυτό της μέσω μιας νέας πέμπτης δύναμης της φύσης, εξομαλύνοντας τον εαυτό της στον πυρήνα. Ίσως η σκοτεινή ύλη να είναι απλώς λίγο φυσικά ζεστή και ενεργητική και να δυσκολεύεται να συσσωρευτεί στο κέντρο.
Όσο cool κι αν είναι αυτές οι επιλογές, ίσως η εξήγηση να είναι κάτι πιο κοσμικό. Η σκοτεινή ύλη μπορεί να επηρεάσει τη συμπεριφορά της κανονικής ύλης μέσω της βαρύτητας, και το ίδιο ισχύει και αντίστροφα. Αν και είναι ουσιαστικά λιγότερο ογκώδης από τις σκοτεινές αντίστοιχές τους, η κανονική ύλη του σύμπαντός μας μπορεί να τραβήξει και να τραβήξει και να διαδώσει οτιδήποτε άλλο, ακόμα και αν είναι ένα μικρό κομμάτι.
Ο γαλαξιακός πυρήνας, που παρατηρήθηκε χρησιμοποιώντας υπέρυθρο φως και φως ακτίνων Χ. Πίστωση: NASA, ESA, SSC, CXC και STScI
Πρόσφατα μια ομάδα αστρονόμων μελέτησε αρκετούς πληθυσμούς νάνων γαλαξιών , όπου η σχέση μεταξύ σκοτεινής και κανονικής ύλης θα μπορούσε να εξεταστεί πιο εύκολα. Χρησιμοποίησαν αυτά τα δείγματα για να αναζητήσουν τυχόν σχέσεις μεταξύ σχηματισμού αστεριών και κεντρικής πυκνότητας. Σε αυτό το σενάριο, εάν ένας γαλαξίας γνώρισε πολλούς πρόσφατους σχηματισμούς άστρων, πυροδοτώντας εκρηκτικούς ανέμους σουπερνόβα και άλλες ιδιοσυγκρασιακές εκρήξεις , τότε αυτό θα έδιωχνε πολλή κανονική ύλη έξω από τον πυρήνα, και η βαρύτητα θα έκανε το δικό της και θα τραβούσε λίγη από τη σκοτεινή ύλη μαζί με την κανονική ουσία.
Η μελέτη βρήκε ένα ενδιαφέρον αποτέλεσμα: οι νάνοι γαλαξίες με πολλούς πρόσφατους σχηματισμούς άστρων (οι «πρόσφατοι» είναι τα τελευταία έξι δισεκατομμύρια χρόνια) είχαν πιο ομαλή κεντρική πυκνότητα, ενώ λιγότερο ενεργά αδέρφια ήταν πολύ πιο επικίνδυνοι στα κέντρα τους, ευνοώντας αυτή την υπόθεση ότι η κανονική ύλη μπορεί πράγματι να επηρεάσει το σκοτάδι. Αν και αυτό δεν λύνει εντελώς το αίνιγμα της φύσης της σκοτεινής ύλης, είναι ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός.
Διαβάστε περισσότερα: ' Η σκοτεινή ύλη θερμαίνεται στους νάνους γαλαξίες '