https://lat.sputnikportal.rs/20211005/misterije-svemira-10-najvecih-neodgovorenih-pitanja-o-tamnoj-materiji-1130431908.html
Misterije svemira: 10 najvećih neodgovorenih pitanja o tamnoj materiji
Misterije svemira: 10 najvećih neodgovorenih pitanja o tamnoj materiji
Sputnik Srbija
Do sada je poznato da se tamna materija može naći širom kosmosa i da je šest puta veća od normalne materije koja čini stvari poput zvezda i ljudi. Uprkos tome... 05.10.2021, Sputnik Srbija
2021-10-05T20:16+0200
2021-10-05T20:16+0200
2021-10-05T20:16+0200
nauka i tehnologija
svemir
nauka i tehnologija
https://cdn1.img.sputnikportal.rs/img/110203/22/1102032236_0:0:1024:576_1920x0_80_0_0_b61901bf04f691bcb62a59e67fb5721e.jpg
Tridesetih godina prošlog veka, švajcarski astronom po imenu Fric Cviki primetio je da galaksije u udaljenom jatu kruže jedna oko druge mnogo brže nego što je trebalo, kada se uzme u obzir količina vidljive mase koju imaju.On je tada predložio teoriju da u galaksijama postoji i nevidljiva supstanca, koju je nazvao tamna materija, prenosi Nacionalna geografija.Iako je tamna materija decenijama predmet naučnih istraživanja mnoge činjenice o njoj još uvek su nepoznate.1. Šta je tamna materija?Prvo pitanje možda najviše zbunjuje. Istraživači zapravo nisu sigurni šta je tačno tamna materija.U početku su neki naučnici pretpostavili da se sastoji od malih bledih zvezda i crnih rupa, ali detaljna posmatranja nisu otkrila ni približno dovoljno takvih objekata da bi se objasnio njihov uticaj na tamnu materiju, rekao je fizičar Don Linkoln za Live Science.Trenutni vodeći kandidat za objašnjenje sadržaja plašta tamne materije je hipotetička čestica koja se zove Slabo interaktivna masivna čestica, ili WIMP, koja se ponaša poput neutrona i potencijalno je između 10 i 100 puta teža od protona, napisao je Linkoln.Ipak, ovo nagađanje je samo dovelo do još pitanja.2. Može li tamna materija da se otkrije?Ako je tamna materija napravljena od WIMPova, oni bi trebali da budu svuda oko nas, nevidljivi i jedva uočljivi, ali ipak tu. Zašto ih onda još nismo otkrili?Iako ne bi imali mnogo interakcije sa običnom materijom, uvek postoji mala šansa da čestica tamne materije može da udari česticu poput protona ili elektrona dok putuje kroz svemir.Istraživači su, zbog toga, sprovodili eksperiment za eksperimentom kako bi proučavali ogroman broj običnih čestica duboko pod zemljom, gde su zaštićene od ometajućeg zračenja, kako bi mogli da imitiraju sudar čestica tamne materije. Gde je onda problem? Nakon decenija istraživanja i nijedan od ovih detektora nije došao do verodostojnog otkrića.3. Da li se tamna materija sastoji od više vrsta čestica?Običnu materiju čine čestice poput protona i elektrona, kao i čitav zoološki vrt egzotičnih čestica poput neutrina, miona i piona. Iz tog razloga, neki istraživači su se zapitali da li bi tamna materija, koja čini 85 posto materije u svemiru, mogla da bude isto tako komplikovana."Ne postoji dobar razlog za pretpostavku da je sva tamna materija u univerzumu izgrađena od jedne vrste čestica", rekao je fizičar Andrej Katc sa Univerziteta Harvard. Čestice tamne materije isto bi se mogle kombinovati, stvarajući različite i zanimljive konfiguracije kao one u vidljivom svetu, rekao je Katc.Međutim, pronalaženje načina da ovu pretpostavku potvrde ili poreknu dosad je izmicalo naučnicima.4. Postoji li tamna energija?Uz dodatne čestice koje potencijalno čine tamnu materiju, postoji mogućnost da u tamnoj materiji postoje i sile, slične onima u normalnoj materiji.Neki istraživači su tražili "tamne fotone", koji bi bili poput fotona koji se razmenjuju između normalnih čestica koje izazivaju elektromagnetnu silu. Ako tamni fotoni postoje, parovi elektron-pozitron mogli bi uništiti ili proizvesti jednu od čudnih čestica koje nose silu, potencijalno otvarajući potpuno novi sektor svemira.5. Da li se tamna materija sastoji od aksiona?I druge materije, poput WIMP-ova, dobijaju naklonost naučnika kada je reč o tkanju tamne materije. Jedna od vodećih zamena je hipotetička čestica poznata kao aksion, za koju se misli da je izuzetno lagana, možda čak 10 na 31. stepen manje masivna od protona.Aksioni se trenutno traže u nekoliko eksperimenata. Nedavne kompjuterske simulacije povećale su mogućnost da bi ovi aksioni mogli formirati objekte slične zvezdama, koji bi mogli da proizvedu detektirajuće zračenje koje bi bilo prilično slično misterioznim fenomenima poznatim kao rafali brzog radijuma.6. Koja su svojstva tamne materije?Astronomi su otkrili tamnu materiju kroz njene gravitacione interakcije sa običnom materijom, sugerišući da je to njen glavni način da obznani svoje prisustvo u svemiru. Ali, pokušavajući da razumeju pravu prirodu tamne materije, istraživači nemaju izuzetno mnogo mogućnosti.Prema nekim teorijama, čestice tamne materije trebale bi biti sebi i antičestice, što znači da bi se dve čestice tamne materije međusobno uništavale kada se sretnu. Eksperiment Alfa magnetnog spektrometra (AMS) na Međunarodnoj svemirskoj stanici tražio je znakove ovog uništenja od 2011. godine i već je otkrio stotine hiljada događaja; međutim, naučnici još uvek nisu sigurni da li potiču baš od tamne materije.7. Postoji li tamna materija u svakoj galaksiji?Budući da tolikom veličinom nadmašuje običnu materiju, za tamnu materiju se često kaže da je kontrolna sila koja organizuje velike strukture poput galaksija i galaktičkih jata. Dakle, bilo je čudno kada su ranije ove godine astronomi objavili da su pronašli galaksiju po imenu NGC 1052-DF2 za koju se činilo da ne sadrži gotovo nikakvu tamnu materiju. "Tamna materija očigledno nije uslov za formiranje galaksije", rekao je Piter van Dokum sa Univerziteta Jejl.Međutim, tokom leta, jedan drugi tim objavio je analizu koja sugeriše da je van Dokumov tim pogrešno izmerio udaljenost do galaksije, što znači da je njena vidljiva materija mnogo tamnija i lakša od prvih nalaza i da je njena masa u tamnoj materiji zapravo veća nego što je ranije bilo predloženo.8. Šta je sa rezultatima DAMA/LIBRA?Dugogodišnja misterija u fizici čestica su zagonetni rezultati evropskog eksperimenta poznatog kao DAMA/LIBRA. Ovaj detektor - koji se nalazi u podzemnom rudniku ispod planine Gran Saso u Italiji - tražio je periodične oscilacije u česticama tamne materije. Ove oscilacije trebale bi da nastanu dok se Zemlja kreće u svojoj orbiti oko Sunca, dok leti kroz galaktički tok tamne materije koja obavija naš Sunčev sistem, koji se ponekad nazivaju i vetar tamne materije.Od 1997. DAMA/LIBRA tvrdi da detektovan upravo ovaj signal, iako nijedan drugi eksperiment nije video ništa slično.9. Mogu li se obične čestice raspasti u tamnu materiju?Neutroni su čestice materije sa ograničenim vekom trajanja. Nakon otprilike 14,5 minuta, usamljeni neutron koji se ne veže za atom, će se raspasti u proton, elektron i neutrino. Međutim, dva različita eksperimentalna podešavanja daju malo drugačije rezultate trajanja ovog raspada. Razlika između dva eksperimenta je u 9 sekundi. Ranije ove godine, fizičari su sugerisali da bi, ako se 1 odsto vremena neki neutroni raspadnu u čestice tamne materije, to moglo objasniti ovu anomaliju. Kristofer Moris iz Nacionalne laboratorije Los Alamos u Novom Meksiku i njegov tim pratili su neutrone u potrazi za signalom koji bi mogao biti tamna materija, ali nisu ništa otkrili.10. Da li tamna materija zaista postoji?S obzirom na poteškoće sa kojima su se naučnici suočili pokušavajući da otkriju i objasne tamnu materiju, razuman čovek bi mogao da se zapita da li sve to rade ipokušavaju – pogrešno?Glasna manjina fizičara dugi niz godina zastupala je ideju da su možda naše teorije gravitacije jednostavno netačne i da fundamentalna sila deluje drugačije na velikim razmerama nego što mi očekujemo. Često poznati kao "modifikovana njutnovska dinamika" ili MOND modeli, ovi predlozi postavljaju stav da nema tamne materije i da su ultrabrzine kojima se zvezde i galaksije okreću jedna oko druge posledica gravitacije koja se ponaša na iznenađujuće načine. "Tamna materija je još uvek nepotvrđen model", napisao je fizičar Don Linkoln u objašnjenju za Live Science.Ipak, i naučnici koji imaju drugačije mišljenje tek treba da dokažu svoje tvrdnje.
Sputnik Srbija
feedback.rs@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rosiya Segodnya“
2021
Sputnik Srbija
feedback.rs@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rosiya Segodnya“
Vesti
sr_RS
Sputnik Srbija
feedback.rs@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rosiya Segodnya“
Sputnik Srbija
feedback.rs@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rosiya Segodnya“
svemir, tamna materija, otkriće, nauka
svemir, tamna materija, otkriće, nauka
Misterije svemira: 10 najvećih neodgovorenih pitanja o tamnoj materiji
Do sada je poznato da se tamna materija može naći širom kosmosa i da je šest puta veća od normalne materije koja čini stvari poput zvezda i ljudi. Uprkos tome što znaju da tamna materija postoji u celom univerzumu, naučnici i dalje imaju mnogo pitanja o njoj.
Tridesetih godina prošlog veka, švajcarski astronom po imenu Fric Cviki primetio je da galaksije u udaljenom jatu kruže jedna oko druge mnogo brže nego što je trebalo, kada se uzme u obzir količina vidljive mase koju imaju.
On je tada predložio teoriju da u galaksijama postoji i nevidljiva supstanca, koju je nazvao tamna materija,
prenosi Nacionalna geografija.
Iako je tamna materija decenijama predmet naučnih istraživanja mnoge činjenice o njoj još uvek su nepoznate.
1. Šta je tamna materija?
Prvo pitanje možda najviše zbunjuje. Istraživači zapravo nisu sigurni šta je tačno tamna materija.
U početku su neki naučnici pretpostavili da se sastoji od malih bledih zvezda i crnih rupa, ali detaljna posmatranja nisu otkrila ni približno dovoljno takvih objekata da bi se objasnio njihov uticaj na tamnu materiju, rekao je fizičar Don Linkoln za Live Science.
Trenutni vodeći kandidat za objašnjenje sadržaja plašta tamne materije je hipotetička čestica koja se zove Slabo interaktivna masivna čestica, ili WIMP, koja se ponaša poput neutrona i potencijalno je između 10 i 100 puta teža od protona, napisao je Linkoln.
Ipak, ovo nagađanje je samo dovelo do još pitanja.
2. Može li tamna materija da se otkrije?
Ako je tamna materija napravljena od WIMPova, oni bi trebali da budu svuda oko nas, nevidljivi i jedva uočljivi, ali ipak tu. Zašto ih onda još nismo otkrili?
Iako ne bi imali mnogo interakcije sa običnom materijom, uvek postoji mala šansa da čestica tamne materije može da udari česticu poput protona ili elektrona dok putuje kroz svemir.
Istraživači su, zbog toga, sprovodili eksperiment za eksperimentom kako bi proučavali ogroman broj običnih čestica duboko pod zemljom, gde su zaštićene od ometajućeg zračenja, kako bi mogli da imitiraju sudar čestica tamne materije. Gde je onda problem? Nakon decenija istraživanja i nijedan od ovih detektora nije došao do verodostojnog otkrića.
3. Da li se tamna materija sastoji od više vrsta čestica?
Običnu materiju čine čestice poput protona i elektrona, kao i čitav zoološki vrt egzotičnih čestica poput neutrina, miona i piona. Iz tog razloga, neki istraživači su se zapitali da li bi tamna materija, koja čini 85 posto materije u svemiru, mogla da bude isto tako komplikovana.
"Ne postoji dobar razlog za pretpostavku da je sva tamna materija u univerzumu izgrađena od jedne vrste čestica", rekao je fizičar Andrej Katc sa Univerziteta Harvard. Čestice tamne materije isto bi se mogle kombinovati, stvarajući različite i zanimljive konfiguracije kao one u vidljivom svetu, rekao je Katc.
Međutim, pronalaženje načina da ovu pretpostavku potvrde ili poreknu dosad je izmicalo naučnicima.
4. Postoji li tamna energija?
Uz dodatne čestice koje potencijalno čine tamnu materiju, postoji mogućnost da u tamnoj materiji postoje i sile, slične onima u normalnoj materiji.
Neki istraživači su tražili "tamne fotone", koji bi bili poput fotona koji se razmenjuju između normalnih čestica koje izazivaju elektromagnetnu silu. Ako tamni fotoni postoje, parovi elektron-pozitron mogli bi uništiti ili proizvesti jednu od čudnih čestica koje nose silu, potencijalno otvarajući potpuno novi sektor svemira.
5. Da li se tamna materija sastoji od aksiona?
I druge materije, poput WIMP-ova, dobijaju naklonost naučnika kada je reč o tkanju tamne materije. Jedna od vodećih zamena je hipotetička čestica poznata kao aksion, za koju se misli da je izuzetno lagana, možda čak 10 na 31. stepen manje masivna od protona.
Aksioni se trenutno traže u nekoliko eksperimenata. Nedavne kompjuterske simulacije povećale su mogućnost da bi ovi aksioni mogli formirati objekte slične zvezdama, koji bi mogli da proizvedu detektirajuće zračenje koje bi bilo prilično slično misterioznim fenomenima poznatim kao rafali brzog radijuma.
6. Koja su svojstva tamne materije?
Astronomi su otkrili tamnu materiju kroz njene gravitacione interakcije sa običnom materijom, sugerišući da je to njen glavni način da obznani svoje prisustvo u svemiru. Ali, pokušavajući da razumeju pravu prirodu tamne materije, istraživači nemaju izuzetno mnogo mogućnosti.
Prema nekim teorijama, čestice tamne materije trebale bi biti sebi i antičestice, što znači da bi se dve čestice tamne materije međusobno uništavale kada se sretnu. Eksperiment Alfa magnetnog spektrometra (AMS) na Međunarodnoj svemirskoj stanici tražio je znakove ovog uništenja od 2011. godine i već je otkrio stotine hiljada događaja; međutim, naučnici još uvek nisu sigurni da li potiču baš od tamne materije.
7. Postoji li tamna materija u svakoj galaksiji?
Budući da tolikom veličinom nadmašuje običnu materiju, za tamnu materiju se često kaže da je kontrolna sila koja organizuje velike strukture poput galaksija i galaktičkih jata. Dakle, bilo je čudno kada su ranije ove godine astronomi objavili da su pronašli galaksiju po imenu NGC 1052-DF2 za koju se činilo da ne sadrži gotovo nikakvu tamnu materiju. "Tamna materija očigledno nije uslov za formiranje galaksije", rekao je Piter van Dokum sa Univerziteta Jejl.
Međutim, tokom leta, jedan drugi tim objavio je analizu koja sugeriše da je van Dokumov tim pogrešno izmerio udaljenost do galaksije, što znači da je njena vidljiva materija mnogo tamnija i lakša od prvih nalaza i da je njena masa u tamnoj materiji zapravo veća nego što je ranije bilo predloženo.
8. Šta je sa rezultatima DAMA/LIBRA?
Dugogodišnja misterija u fizici čestica su zagonetni rezultati evropskog eksperimenta poznatog kao DAMA/LIBRA. Ovaj detektor - koji se nalazi u podzemnom rudniku ispod planine Gran Saso u Italiji - tražio je periodične oscilacije u česticama tamne materije. Ove oscilacije trebale bi da nastanu dok se Zemlja kreće u svojoj orbiti oko Sunca, dok leti kroz galaktički tok tamne materije koja obavija naš Sunčev sistem, koji se ponekad nazivaju i vetar tamne materije.
Od 1997. DAMA/LIBRA tvrdi da detektovan upravo ovaj signal, iako nijedan drugi eksperiment nije video ništa slično.
9. Mogu li se obične čestice raspasti u tamnu materiju?
Neutroni su čestice materije sa ograničenim vekom trajanja. Nakon otprilike 14,5 minuta, usamljeni neutron koji se ne veže za atom, će se raspasti u proton, elektron i neutrino.
Međutim, dva različita eksperimentalna podešavanja daju malo drugačije rezultate trajanja ovog raspada. Razlika između dva eksperimenta je u 9 sekundi. Ranije ove godine, fizičari su sugerisali da bi, ako se 1 odsto vremena neki neutroni raspadnu u čestice tamne materije, to moglo objasniti ovu anomaliju. Kristofer Moris iz Nacionalne laboratorije Los Alamos u Novom Meksiku i njegov tim pratili su neutrone u potrazi za signalom koji bi mogao biti tamna materija, ali nisu ništa otkrili.
10. Da li tamna materija zaista postoji?
S obzirom na poteškoće sa kojima su se naučnici suočili pokušavajući da otkriju i objasne tamnu materiju, razuman čovek bi mogao da se zapita da li sve to rade ipokušavaju – pogrešno?
Glasna manjina fizičara dugi niz godina zastupala je ideju da su možda naše teorije gravitacije jednostavno netačne i da fundamentalna sila deluje drugačije na velikim razmerama nego što mi očekujemo.
Često poznati kao "modifikovana njutnovska dinamika" ili MOND modeli, ovi predlozi postavljaju stav da nema tamne materije i da su ultrabrzine kojima se zvezde i galaksije okreću jedna oko druge posledica gravitacije koja se ponaša na iznenađujuće načine. "Tamna materija je još uvek nepotvrđen model", napisao je fizičar Don Linkoln u objašnjenju za Live Science.
Ipak, i naučnici koji imaju drugačije mišljenje tek treba da dokažu svoje tvrdnje.
