Tänaseks pole teadlased suutnud ühemõtteliselt tõestada "tumeaine" olemasolu, mis väidetavalt koosneb enamikust meie universumist.
Kogu universumis galaktikaid ümbritsev "tumeaine" on nähtamatu, kuna see ei peegelda valgust. Selle olemasolu saab märgata ainult tänu gravitatsioonilisele mõjule, mis sellel on planeetidele ja tähtedele.
Hoolimata rahvusvahelises kosmosejaamas tehtud 2 miljardi dollarilisest eksperimendist, mis näitab "tumeda aine" olemasolu märke, pole seda kunagi otseselt täheldatud.
Taevas augud
Esimene märge, et Universumi massi arvutamisel oli midagi valesti, ilmnes XX sajandi 30. aastate keskel. Šveitsi astronoom Fritz Zwicky mõõtis kiirust, millega ühises keskpunktis tiirlevad kooma klastris asuvad galaktikad (ja see on üks suurimaid meile teadaolevaid kobaraid, kuhu kuulub tuhandeid galaktikaid).
Tulemus oli heidutav: galaktikate kiirused osutusid klastri täheldatud kogumassi põhjal palju suuremaks, kui võiks arvata. See tähendas, et kooma klastri tegelik mass oli tunduvalt suurem kui nähtav mass. Kuid peamine ainehulk, mis selles universumi piirkonnas asub, jääb mingil põhjusel nähtamatuks ja otseseks vaatluseks kättesaamatuks, avaldudes ainult gravitatsiooniliselt, see tähendab ainult massina.
40 aastat pärast Zwicky tööd, 70ndatel, uuris Ameerika astronoom Vera Rubin galaktikate perifeerias asuva galaktilise mateeria keskpunkti ümber pöörlemiskiirust. Mõõtmised on näidanud, et paljude galaktikate puhul püsib see kiirus peaaegu konstantsena väga olulisel kaugusel kesklinnast.
Reklaamvideo:
Neid tulemusi saab tõlgendada ainult ühel viisil: mateeria tihedus sellistes galaktikates keskpunktist liikudes ei vähene, vaid püsib peaaegu muutumatuna. Kuna nähtava materjali (sisalduv tähtedes ja tähtedevahelises gaasis) tihedus langeb kiiresti galaktika perifeeria suunas, peab puuduva tiheduse andma midagi, mida me mingil põhjusel ei näe.
Galaktiline paradoks
Pöörlemiskiiruse täheldatud sõltuvuse kvantitatiivseks selgitamiseks kaugusest galaktikate keskpunktini on vaja, et see nähtamatu "miski" oleks umbes 10 korda suurem kui tavaliselt nähtav aine. Seda "midagi" hakati nimetama "tumeaineks" ja see on endiselt kõige intrigeerivam mõistatus astrofüüsikas.
Veel üks oluline tõendusmaterjal "tumeda aine" olemasolu kohta meie maailmas pärineb galaktikate teket simuleerivatest arvutustest, mis algasid umbes 300 tuhat aastat pärast Suure Paugu algust. Ainet ei oleks tohtinud koguda galaktikates, mida me tänapäeval siiski täheldame. Seda probleemi nimetati galaktiliseks paradoksiks ja pikka aega peeti seda tõsiseks argumendiks Suure Paugu teooria vastu.
Kui aga eeldada, et varajases universumis hõlmasid tavalise mateeria osakesed nähtamatu "tumeda aine" osakestega, siis langeb arvutustes kõik oma kohale.
Selgub, et tuttavad ja nähtavalt uuritud nähtava maailma üksikasjad, mida me hiljuti pidasime peaaegu mõistma, on vaid väike lisa millelegi, millest Universum tegelikult koosneb.
Peegelmaailm
1995. aastal märkas Hubble'i teleskoop, et Suure Magellaani pilve üks tähed helendas heledamalt. See sära kestis rohkem kui kolm kuud, kuid siis jõudis täht tagasi oma loomulikusse olekusse. Ja kuus aastat hiljem ilmus tähe kõrvale vaevu helendav objekt. See oli külm kääbus, mis möödus tähest 600 valgusaasta kaugusel ja tekitas gravitatsiooniläätse, mis võimendab valgust. Arvutused on näidanud, et selle kääbuse mass moodustab vaid 5-10% Päikese massist.
Lõpuks seob üldine relatiivsusteooria ühemõtteliselt Universumi paisumise kiirust selles sisalduva aine keskmise tihedusega. Kui tegelikult on Universumi tihedus täpselt võrdne kriitilisega, siis ei saa see olla juhuslik kokkusattumus, vaid meie maailma mõne põhiomaduse, mida tuleb veel mõista ja mõista, tagajärg.
Uue teooria kohaselt võib "tume aine" sisaldada "peegelmaailma", mis võib muuta meie arusaama universumist.
Plancki teleskoop kogus andmeid 13,8 miljardit aastat tagasi Suurele Paugule järgnenud aegade kohta, näidates, et mõni salapärane aine moodustab universumis olevast ainest 26,8 protsenti - rohkem kui seni arvati.
Tavaline aine - galaktikad ja planeedid, mida võime otseselt jälgida, on vaid umbes 4,9 protsenti. Ja kõik muu on veelgi müstilisem "tume energia", mis teadlaste sõnul vastutab Universumi laienemise eest.
Uus nähtus
Sel aastal teatas rahvusvaheline teadlaste meeskond, et ISS-i pardal olev kosmiline kiirdetektor on tuvastanud esimese märgi "tumeda aine" olemasolust.
Need tulemused tulid siis, kui kaks aastat tagasi kosmosesse viidud alfa-magnetiline spektromeeter (AMS) avastas märke uuest füüsikalisest nähtusest, mis võib olla kummaline ja seni tundmatu asi.
Teadlaste järeldused põhinevad positronite - positiivselt laetud subatomaatiliste osakeste - täheldatud liigil. Positronite avastatud lõhkemise võib tekitada suremas "tumeaine" - aine, mis on meie universumis nii keskne, et see määrab tähtede ja planeetide paigutuse.
Lõplik lahendus salapärase mateeria ilmumise müsteeriumile võib avada meie jaoks täiesti uued uurimisvaldkonnad, sealhulgas võimaluse mitmete universumite ja muude dimensioonide olemasoluks.
