Мир космоса и тайны темной материи: «Поймай меня, если сможешь…»

Источник: astronomy.com

ФАКТЫ ИЗ ОБЛАСТИ КОСМОСА | Тёмная материя – одна из самых больших загадок для астрофизиков. С одной стороны, наличие этой материи предсказали ещё учёные прошлого века (правда, только в теории), а с другой, эту материю пока что никто так и не обнаружил… Но почему она настолько неуловима? Ответ кроется в уровне наших технологий – их пока не достаточно, чтобы определить эту материю.

Впервые термин «тёмная материя» использовал физик и математик из Франции Анри Пуанкаре в 1906 году.

Источник: https://www.gazeta.ru | Анри Пуанкаре считается одним из самых выдающихся учёных в истории. Его научные интересы лежали в области физики, математики, астрономии, философии. В детстве уже в раннем возрасте Анри удивлял взрослых своими познаниями, а в возрасте 8 лет его зачислили в лицей, причём сразу в 9 класс. Именно Пуанкаре сформулировал одну из семи задач тысячелетия, над решением которых бились и до сих пор бьются величайшие умы планеты (листайте галерею изображений)

После того как Анри Пуанкаре ввёл термин тёмной материи в начале 20 века, в следующие несколько десятилетий другие учёные подтвердили: такая материя действительно должна существовать во Вселенной. Но окончательно мировое учёное сообщество пришло к единому мнению о существовании тёмной материи лишь в 1980 году. С тех пор за 40 лет мы узнали много интересного о ней.

Загадки тёмной материи

1. Как учёные догадались о существовании тёмной материи, если её нельзя увидеть и обнаружить?

100 лет назад физик Эдвин Хаббл доказал: помимо нашего Млечного пути в космосе существуют и другие галактики. Позднее уже другие учёные во время наблюдений за галактиками обратили внимание на странные особенности и закономерности между ними. Например, одни галактики во время своего движения к центру скопления галактик продолжают двигаться и никак не реагируют на притяжение других, более мощных соседних галактик.

Это как если бы наша планета Земля вдруг начала удаляться от Солнца, игнорируя силу притяжения звезды в центре системы – это нарушало бы многие известные физические законы. Это свидетельствовало бы о том, что на нашу планету действует не только сила Солнца, но и сила чего-то ещё более мощного, чем наша звезда.

Источник: behance.net | Странное поведение галактик между собой привело учёных к выводу, что в космосе есть материя, которую нельзя увидеть, но она оказывает сильное воздействие на всё вокруг. На изображении – галактики стремятся к центру, где сосредоточена невидимая сверхмассивная тёмная материя

Пытаясь объяснить такое странное поведение галактик вокруг гипотетического центра с сильным гравитационным полем, и была предложена гипотеза существования невидимой тёмной материи, притягивающей сверхмассивные объекты на примере целых галактик.

Источник: scitechdaily.com | Понятие «тёмной материи» было введено учёными для разрешения так называемой «проблемы скрытой массы» – когда в космосе есть что-то очень сильное и мощное, но это «что-то» нельзя увидеть, измерить и «пощупать». Проблему эту впервые обнаружили учёные, заметив, что внешние области галактики вращаются с аномально высокой скоростью в сравнении с областями, приближёнными к её центру. Согласно расчётам на основе небесной механики, в столь аномальном процессе должен быть задействован иной объект – некая субстанция в центре. Эту субстанцию как раз и назвали «тёмной материей»

Подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропустить интересные новинки на ФАКТОРИКУМЕ

2. Почему тёмную материю нельзя обнаружить с помощью существующих технологий?

Тёмная материя – гипотетическая субстанция. То есть согласно косвенным экспериментальным данным она должна существовать, но в реальности учёные пока что не обнаружили её частиц.

Тёмной эту материю назвали не из-за её реального цвета, а лишь из-за того, что она в достаточной мере не изучена, поэтому она и «тёмная» для нас (то есть хранит много тайн). По мнению учёных, реальным цветом тёмная материя не обладает – она прозрачна. При этом работа в направлении поисков частиц этой материи ведётся в лаборатории CERN (Швейцария) на Большом адронном коллайдере. Подробнее о том, как работает коллайдер, и почему он находится под Землёй, читайте в статье – «Самые дорогие вещества в мире».

Проблема поисков тёмной материи заключается в том, что её частицы нельзя обнаружить при помощи инструментов, работающих на основе светового спектра (другими словами – света). Именно такими и пользуются люди для изучения космоса. На этом принципе работают все телескопы и космические станции, которые находятся в космосе.

Источник: https://eds22.ru | Это световой спектр. Обратите внимание, что человеческий глаз воспринимает лишь небольшую часть этого спектра, которая так и называется – видимый свет. При этом известно, что многие животные видят куда больше волн этого спектра, чем мы. Отсюда и их уникальные возможности. Или, наоборот, какие-то волны из видимой части спектра животные не видят… Например, кошки не воспринимают красный цвет, а собаки не распознают не только красный, но ещё оранжевый, жёлтый (листайте галерею изображений)

Свет – это электромагнитное излучение, часть волн которого способны воспринимать наши глаза. Но так как тёмная материя прозрачна, она никак не взаимодействует с электромагнитным излучением, и сама его не испускает. Именно по этой причине эту материю нельзя обнаружить методами, которые используются в современной технике на основе светового спектра.

Несмотря на свою прозрачность и невидимость, сила гравитационной энергии тёмной материи настолько сильна, что делает эту материю способной не только искривлять световые лучи, но и искажать пространственную ткань всего вокруг. Такое даже представить сложно…

Источник: https://new.futurenow.ru | Благодаря гравитационному влиянию были обнаружены планеты Уран, Плутон и Нептун, которые долгое время считались звёздами. Вернее, сначала астрономы древности считали эти объекты звёздами, но позднее благодаря наблюдению в телескопы и расчётам силы гравитации выяснилось, что эти объекты Солнечной системы – полноценные планеты. На изображении справа: предположительно так выглядит рассвет на Уране

3. Какая связь между тёмной материей и гравитацией?

Если при помощи света тёмную материю не обнаружить, то это можно сделать благодаря гравитации. Тёмная материя проявляется только в гравитационном взаимодействии с другими объектами. Измерение гравитационного притяжения – единственный параметр, помогающий обнаружить тёмную материю в космосе. Такая особенность даёт возможность материи удерживать объекты с колоссальной массой рядом с собой, не отпуская их.

4. Много ли тёмной материи в космосе?

По оценкам учёных, всё, что можно увидеть в космосе, это лишь 4% от объёма Вселенной. А вот тёмной материи – около 21%, ещё 75% – это тёмная энергия (не путать с тёмной материей). Изучение состава Вселенной продолжается до сих пор, учёные постоянно уточняют объём той или иной материи.

Источник: https://commons.wikimedia.org | Состав Вселенной: больше всего в космосе тёмной энергии (до 74%), затем идёт тёмная материя – её около 22%, остальное – то, что можно увидеть (газ, звёзды и другие физические объекты – около 4%)

5. В чём отличие тёмной материи от тёмной энергии?

Нужно уметь разделять понятия «тёмная материя», «тёмная энергия», «антивещество», «чёрные дыры». Часто их путают, считая, что это всё одно и то же, но это в корне неверно.

Про антивещество можно чуть подробнее узнать в статье «Самое дорогое вещество в мире». Если коротко, то оно при встрече с обычными частицами, из которых всё вокруг и состоит, вызывает реакцию самоуничтожения (физики назвали это явление аннигиляцией – взаимоуничтожение двух веществ). По мнению учёных, в момент рождения Вселенной должны были встретиться два вещества: обычное и антивещество. В результате случился большой взрыв, выделилось колоссальное количество энергии, после чего Вселенная и начала расти, а внутри неё стало образовываться и всё остальное: галактики, звёзды и пр.

Источник: https://edu.ru | На изображении представлена модель создания Вселенной, в которой принимают активное участие не только антивещество, но и тёмная энергия, тёмная материя и другие составляющие

Если тёмная материя обладает силой гравитации и притягивает к себе объекты, то тёмная энергия, наоборот, обладает свойством антигравитации, заставляя объекты удаляться друг от друга. Так, благодаря свойству антигравитации Вселенная постоянно расширяется и увеличивается в размерах.

А что касается чёрных дыр и того, из чего они состоят, то для этого вопроса у учёных пока что нет ответа. Сила гравитационного притяжения чёрной дыры настолько велика, что притягивает всё вокруг и выбраться из неё ничто не может. Это правило действует даже для света, который движется с самой большой скоростью во Вселенной – 300 000 километров в секунду. Но даже сверхскорость не позволяет свету «вырваться» из чёрной дыры.

Лайки, комментарии, подписка - приветствуется!

Читайте далее: Квантовый компьютер – что это за чудо-компьютер простыми словами?

#космический #космос #тёмнаяматерия #про_космос #вселенная