Mõelge kõigele, mis universumis olemas on. Hiiglaslikud kosmoseahjud nagu meie Päike. Gaasihiiglased, kelle kõrval saab meie planeedist lihtsalt kääbus. Tühjalt kohalt võistelnud asteroidide read. Kaugemad tähed tuhandete valgusaastate kaugusel. Kõik see moodustab vähem kui 5% universumi massist. Kus on ülejäänud? See on endiselt mõistatus. Meie hiiglaslik universum võis moodustuda tumeda aine osakestega, mida meil polnud isegi olnud võimalust jälgida. Teadlased üritavad tõestada nende olemasolu ja koos nendega ka "tumedate tähtede" olemasolu.
On üks element, mis võib moodustada kuni 25% universumist. Me ei saa seda tunda ega näha. See ei suhelda valgusega. See ei koosne isegi ehitusplokkidest, millega oleme harjunud - elektronidest ja prootonitest aatomite sees, mis moodustavad kogu mateeria.
See on "tume aine" ja teadlased on aastakümneid püüdnud mõista, mis see on. Teoreetiline astrofüüsik Katherine Freese on üks neist, kes neid salapäraseid telliseid jahtib. Kolmkümmend aastat tagasi viis tema teooria nähtamatu liimi kohta, mis aitas universumit kujundada, maa-aluste osakeste kiirendite ehitamiseni kogu maa peal, nagu CERNi masinad. Mida nad otsivad? Neid osakesi nimetatakse wimpideks (WIMP) ja Freese sõnul võisid sellest kummituslikust materjalist tehtud tähed aidata kosmosel moodustuda miljardeid aastaid tagasi.
Wimps (nõrgalt interakteeruvad massiivsed osakesed) on suured osakesed, mis ei toimi koos elektromagnetiliste jõududega. See muudab nad "pimedaks" - neid ei saa vaadelda elektromagnetiliste andurite abil, mida inimesed on universumi uurimiseks kasutanud viimase saja aasta jooksul.
Kuid tänu supersümmeetria teooriale - mis eeldab, et igal teadaoleval osakesel on "antimaterjali" ekvivalent - on meie praeguses osakeste atlases tühimik ja WIMPS suudab selle lünga ideaalselt täita. Neid on kõikjal, kuid nad ei jäta jälgi, sest nad ei taha suhelda ümbritsevate tavaliste osakestega.
„Noh, kui me võtame oma igapäevaelus kõik esemed - teie keha, tooli, millel see istub, õhk, kus see hingab, seinad meie ümber, lisage planeedid, lisage tähed - see kõik on valmistatud aatomitest, millest me aru saame, kuid kogu see aatomiaine moodustab meie universumist vaid 5% - viis protsenti! Seetõttu on veel 95%, millest peame aru saama. Ja sinna tuleb tume aine ja tume energia. Kui nad sinust läbi lähevad - igal sekundil miljardeid osakesi -, ei pane sa seda tähele, sest nõrk interaktsioon on tõesti nõrk, midagi ei juhtu."
Reklaamvideo:
Kuidas sa leiad selle, mida sul pole kuidagi näha?
“Hea analoogia tumeda aine kohta on tuul. Me ei näe seda, see on nähtamatu ja ometi oleme kindlad, et see on olemas, kuna lehed ropendavad. Sama on tumeda ainega. Me näeme, et see tõmbab asjad kokku … see on mateeria, mis tähendab, et ta tunneb raskust. Ta kohistab ja tõmbab asju kokku. Me teame, et see on sel põhjusel olemas, kuid me ei tea, millest see koosneb."
Kui parmud on olemas - ja Freese on kindel, et nad seda teevad -, oleks nad pidanud ilmuma vahetult pärast Suurt Pauku.
Freese uuris seda teooriat koos teiste astrofüüsikute Paolo Gondologa Utah 'ülikoolis ja Doug Spoliariga Stockholmi ülikoolist Rootsis. Nad otsisid esimesi "tumedaid tähti", mis tekkisid universumi algusaegadel.
Vaatamata nimele olid need iidsed tähed pimestavad - nad elasid tumeda aine hävitamisel. Ja mõned neist võisid elada Universumi kaugemates nurkades, kiirgavalt särades.
"Tumedad tähed algasid samade massidega nagu Päike, kuid võivad kasvada suuremaks ja suuremaks, kuni nad said miljonid päikesed ja miljardeid kordi heledamad."
„Järgmine suur teleskoop, kuulsa Hubble'i kosmoseteleskoobi pikendus James Webbi kosmoseteleskoop, suudab leida tumedaid tähti. Seda tehes ei leia me mitte ainult täiesti uut tüüpi tähti, mis on juba iseenesest üllatav, vaid tõestame ka seda, et nad elavad WIMP-de peal. Nii et probleem lahendatakse iseenesest."
Ja see võib anda lõpu tänapäeva teaduse ühele kõige raskemale väljakutsele. Teadlased on tumeda aine probleemi püüdnud lahendada alates 1930. aastatest, kuid vihjed selle olemasolule ilmusid juba ammu enne seda.
"Kui inimesed uurisid päikese ja nende ümber asuvate planeetide liikumist, mõistsid nad, et kesksed planeedid liiguvad üsna kiiresti, kuid mida kaugemale keskusest, seda aeglasem on liikumine," räägib Freese.
"Nii et nad arvasid, okei, need on Newtoni seadused, me tunneme neid, need on loodusseadused, vaatame suuremaid struktuure - galaktikaid ja galaktikaparve."
“Kuid see pole see, mida nad leidsid: nad leidsid, et galaktika keskmest liikudes liigub kõik sama kiirusega. See oli päris imelik."
Freese usub, et tähed ja planeedid, mida me öötaevas näeme, on pika reaktsiooniahela kulminatsioon, mis algas nende nõrgalt interakteeruvate osakestega. Ja ta ütleb, et ilma tumeda aine osakesteta poleks universum saanud selliseks, nagu ta on. "Struktuurid, milles me elame, galaktikad ja galaktikaparved, ei oleks saanud moodustuda, kui tume aine ei oleks moodustanud kosmilist veebi, milles me elame."
See tähendab, et kõigepealt tuli kokku tume aine ja siis moodustasid tavalised aatomid, neutronid ja prootonid ja nii edasi koos tumeda ainega protogalaksiaid, mis viisid galaktikate, planeetide ja tähtede ilmumiseni. Kuid selle struktuuri moodustamiseks on vaja tumedat ainet."
ILYA KHEL
