Tume aine on universumi kõige salapärasem ja inertsem aine. Selle gravitatsiooniline mõju selgitab galaktikate pöörlemist, klastrite liikumist ja kogu universumi suurima ulatusega struktuure. Kuid väiksemal skaalal on see liiga väike, et mõjutada päikesesüsteemi liikumist, Maa ainet või inimese päritolu ja evolutsiooni. Nagu öeldud, on tumeda aine poolt pakutav gravitatsioon ülioluline nende toormaterjalide jaoks, mis moodustavad elu nagu meie ja planeet nagu Maa. Ilma tumeaineta ei saaks universumis üldse mingit elu olla.
Tähed toodavad 100% valgusest, mida näeme universumis, kuid ainult 2% selle massist. Kui vaatame galaktikate, klastrite ja muu liikumist, leiame, et gravitatsioonimassi hulk ületab tähemassi 50 korda. Võib arvata, et seda erinevust võiks selgitada muud tüüpi tavalised ained. Lõppude lõpuks avastasime peale tähtede universumis veel palju muud tüüpi aineid:
- tähe jäänused nagu valged kääbused, neutrontähed ja mustad augud;
- asteroidid, planeedid ja muud objektid, mille mass on tähtede moodustamiseks liiga väike;
- neutraalne gaas galaktikates ja nendevaheline ruum;
- tolmu tõkestavad kerged ja udused piirkonnad;
- ioniseeritud plasma, mida on galaktikatevahelises keskkonnas küllaga.
Kõik need tavalise mateeria vormid - või mateeria, mis koosnes algselt samadest asjadest, mis me oleme: prootonid, neutronid ja elektronid - annavad oma panuse. Eriti gaasi ja plasma panus on suurem kui kõigi universumi tähtede summa. Kuid isegi kui liita kõik need komponendid kokku, saame ainult 15-17% aine koguhulgast, mis on vajalik gravitatsiooni selgitamiseks. Ülejäänud liikumiseks, mida me näeme, vajame mateeria vormi, mis mitte ainult ei erine prootonitest, neutronitest ja elektronidest, vaid ei vasta ka ühelegi standardmudeli teadaolevale osakesele. Vajame mingit tumedat ainet.
Reklaamvideo:
Väike grupp teadlasi on mingisuguse nähtamatu massiallika lisamise vastu, kuid raskusjõuseaduste muutmise poolt. Sellisel mudelil on raskusi, sealhulgas suutmatus paljundada kogu vaatluste komplekti, sealhulgas üksikute galaktikate liikumine klastrites, kosmiline mikrolaine taust, galaktikate klastrite kokkupõrked ja Universumi vaadeldava suuremahulise struktuuri hiiglaslik kosmiline võrk. Samuti on veel üks oluline tõendusmaterjal, mis osutab tumeaine olemasolule. Te saate üllatunud, kuid see on meie olemasolu.
See üllatab teid, et me vajame mitte ainult tumedat ainet astrofüüsikaliste nähtuste, nagu galaktiline pöörlemine, klastrite liikumine ja nende kokkupõrked, vaid ka elu tõelise päritolu selgitamiseks.
Miks seda mõista, peate meeles pidama, et universum sai alguse kuumast ja tihedast olekust - Suurest Paugust -, kui kõik oli praktiliselt homogeense eraldiseisvate vabade, kõrge energiaga osakeste mere kujul. Universumi jahtudes ja laienedes moodustusid prootonid, neutronid ja kergeimad tuumad (vesinik, heelium, deuteerium ja natuke liitiumi), kuid ei midagi muud. Alles kümneid või sadu miljoneid aastaid tagasi varises see asi piirkondadesse, mis olid piisavalt tihedad, et moodustada tähti ja lõpuks galaktikaid.
Kõik see oleks juhtunud, ehkki pisut teisiti, kas tumeda ainega või ilma. Kuid selleks, et eluks vajalikud elemendid arvukuses vohaksid - süsinik, hapnik, lämmastik, fosfor, väävel -, tuleb need universumi kõige massiivsemate tähtede tuumadesse sulatada. See ei muuda meid ei kuumaks ega külmaks; selleks, et nad saaksid moodustada tahkeid planeete, orgaanilisi molekule ja elu, peavad nad kõigepealt viskama need rasked aatomid tähtedevahelisse keskkonda, kus nad saavad juba järgmiste põlvkondade jooksul tähtedeks. Selleks on vaja supernoova plahvatust.
Vaatasime neid plahvatusi väga detailselt ja teame eriti seda, kui kiiresti see materjal nende surmahoogude ajal tähtedest välja paiskub: kiirusel tuhandeid kilomeetreid sekundis. (Supernoova Cas A jäänused väljutati materjalil kiirusel 5000 ja isegi 14 500 km / s!). Ehkki see arv võib tunduda väike, eriti valguse kiirust arvestades, pidage meeles, et meie oma täht tiirleb Linnuteel kiirusega ainult 220 km / s. Kui Päike pöörleks vähemalt kolm korda kiiremini, oleksime juba väljaspool oma galaktika gravitatsioonilist tõmmet - meid visatakse välja.
Supernoova jäänused väljutavad raskemaid aineid, kuid tänu hajusa, pikliku tumeda aine halo võimsale gravitatsioonilisele tõmbele hoiame me suurema osa sellest massist enda galaktikas. Aja jooksul naaseb aine normaalse ainega rikastesse piirkondadesse, moodustab neutraalsed molekulaarpilved ja on järgmiste põlvkondade tähtede, planeetide ja mis kõige huvitavam - orgaaniliste molekulaarsete kombinatsioonide alus.
Kuid ilma galaktikat ümbritseva massiivse tumeaine halo täiendava ligitõmbeta lahkuks valdav osa supernoovast väljunud materjalist galaktikast igaveseks. See hõljub alati galaktikatevahelises keskkonnas, kuid ei saa kunagi tähesüsteemide tulevaste põlvkondade osaks. Ilma tumeaineta universumis oleks meil tähti ja galaktikaid, kuid planeedid oleksid ainult gaasihiiglased, poleks tahkeid maailmu ega vedelat vett ega elu. Ilma massiliste tähtede põlvkondade pakutavate raskete elementide rohkuseta poleks molekulaarset elu kunagi olemas.
Selgub, et meie galaktikat ümbritsev massiline tumeda aine halo, mis võimaldas tekkida süsinikul põhineval elul, mis valis oma koduks Maa - või millegi muu - on selle kõige eest tänada. Uurides üha sügavamalt universumi põhimõtteid, mõistame, et tume aine on elu ilmnemiseks hädavajalik. Ilma selleta poleks keemiat, keerulisi elemente, bioloogiat, tahkeid planeete, elu - ja meid.
ILYA KHEL
