Katso galaksia, mitä näet? Todennäköisesti paljon tähtiä. Ja hautautuneena noihin tähtiin, jos tarkastelit tarpeeksi huolellisesti, saatat löytää planeettoja, mustia reikiä, valkoisia kääpiöitä, asteroideja ja kaikenlaisia erilaisia paksuja kertoimia ja päätä. Tavallinen galaktinen ympäristö.
Mitä et näe, on se, mikä suurin osa siitä galaksista on Todella tehty. Et näe näkymätöntä, piilotettua. Et näe pääosaa siitä galaktisesta massasta. Et näe pimeää ainetta.
Tummat asiat eniten
Tumma aine on hypoteettinen aineen muoto, ja siinä oletuksessa olet uimassa siinä juuri nyt. Sikäli kuin voimme kertoa, vuosikymmenien mittaisten huolellisten ja huolellisten havaintojen perusteella kaikkea tähtien liikkumisesta galaksien sisällä galaksien liikkumiseen klusterien sisällä isopaukun alkuvaiheista rakenteen kasvuun koko maailmankaikkeudessa (ts. , olemme työskennelleet todella kovasti tämän eteenpäin), kosmosemme ei ole sitä, mikä näyttää pinnan pinnalta.
Päätulos: suurin osa maailmankaikkeuden raakaaineista ei yksinkertaisesti ole vuorovaikutuksessa valon kanssa. Sen tavallinen nimi on ”pimeä aine”, mutta parempi nimi saattaa olla näkymätön merkitystä. Emme ole aivan varmoja siitä, mitä se on (työskentelemme edelleen sillä bittillä), mutta tumma aine näyttää olevan jonkinlainen mikroskooppinen hiukkas, joka tulvii kaikki galaksit ja imee ne ylimääräiseen massaan. Koska tämä tumma aine ei ole vuorovaikutuksessa valon kanssa, sillä ei ole mitään tekemistä sähkömagneettisen voiman kanssa, mikä tarkoittaa, että se vain kulkee normaalin aineen läpi huomaamatta tai hoitamalla yhtä bittiä.
Mitään painoa
Niin voimakas kuin tämä pimeä asia selittää maailmankaikkeuden syviä ja hämmentäviä ongelmia, sillä on joitain heikkouksia. Erityisesti kun astrofysiikot suorittavat galaksien kasvun tietokonesimulaatioita - seuraamaan niiden muodostumista ja kehitystä miljardien vuosien ajan käyttäen kaikkia tunnettuja fysiikkoja, jotka tekevät galaksista galaksin - he huomaavat, että tumma aine on taipumus, todella ryntää jopa piilevän korkeisiin tiheyksiin näiden galaksien keskellä.
Se on hieno ja dandy ennuste yksinään, mutta se ei vastaa aivan havainnointeja. Vaikka emme voi nähdä suoraan pimeää ainetta (muista: näkymätöntä), voimme nähdä sen vaikutukset kaikkeen muuhun, mukaan lukien normaali aine. Pimeä aine ei ehkä pelaa sähkömagneettista peliä, mutta se puhuu painovoimaan, koska painovoima on erittäin ystävällinen ja pystyy puhumaan jokaiselle massan ja energian pilkolle koko maailmankaikkeudessa.
Joten jos täytät galaksin tummalla aineella ja tumma aine pyrkii rypistymään paljon keskelle, niin siellä on paljon paino galaksin keskelle vetämällä ympäröivää kaasua. Kun tämä kaasu puristuu ytimeen, se kutistuu ja romahtaa, laukaistaen massiivisia tähdenmuodostustapahtumia, jolloin uudet tähdet syntyvät.
Toisin sanoen galaksien ytimissä tulisi olla kasoja kaasun ja tähteiden molekyylieroissa. Ja vaikka galaktiset keskukset ovatkin todella rikkaita paikkoja, ne eivät ole että rikas.
Päätelmä, että banaali ennuste tumman aineen käyttäytymisestä galaktisissa ytimissä ei ole koko tarina. Koska meillä on niin monia muita hyviä syitä uskoa, että tumma aine on asia, kysymys tulee: mikä potkaisee sen ytimestä?
Ravista asioita
Anna kymmenelle teoreettiselle fysiikalle ongelma ja he keksivät kymmenen ratkaisua. Ja tumman aineen ytimien ”siistyyden” tapauksessa he ovat onnistuneet pomppimaan kaikenlaisia hauskoja selityksiä. Ehkä tumma aine on eksoottisempaa kuin luulimme, kykenevän hiukan vuorovaikutukseen itsensä kanssa uuden luonnon viidennen voiman kautta, tasoittaen itsensä ytimeen. Ehkä tumma aine on vain sitten luonnollisesti lämmin ja energinen, ja sen on vaikea kimppu keskittyä.
Niin cool kuin nämä vaihtoehdot ovat, ehkä selitys on jotain arkipäivää. Pimeä aine voi vaikuttaa normaalin aineen käyttäytymiseen painovoiman kautta, ja sama pätee päinvastoin. Vaikka universumimme säännöllinen asia on huomattavasti vähemmän tilaa vievä kuin heidän tummat kollegansa, se voi vetää ja vetää ja levittää kaikkea muuta, vaikka vain pieni.
Äskettäin ryhmä tähtitieteilijöitä tutki useita kääpiögalaksejen populaatioita, joissa tumman ja normaalin aineen välistä yhteyttä voitiin helposti tutkia. He käyttivät näitä näytteitä metsästääkseen mahdollisia suhteita tähten muodostumisen ja keskitiheyden välillä. Tässä tilanteessa, jos galaksi kokenut paljon viimeaikaisia tähtiä, joka laukaisee räjähtäviä supernoovatuuleja ja muita temperamenttisia purkauksia, niin se johtaisi paljon normaalia ainetta ulos ytimestä, ja painovoima tekisi asiansa ja vetäisi osan pimeästä aineesta sekä normaalit jutut.
Tutkimuksessa löydettiin kiehtova tulos: kääpiögalaksekseilla, joissa viime aikoina on muodostunut paljon tähtiä (”viimeaikaiset” ovat olleet viimeisen kuuden miljardin vuoden aikana), oli keskimääräisesti tiheämpiä, kun taas vähemmän aktiiviset sisarukset olivat paljon varovaisempia keskuksissaan, suosien tätä hypoteesia, jonka mukaan normaali aine voi todellakin vaikuttaa pimeään. Vaikka tämä ei täysin ratkaise pimeän aineen luonteen arvoitusta, se on merkittävä askel eteenpäin.
Lue lisää: “Tumma aine kuumenee kääpiögalaksegeissa”
