Тъмна материя и тъмна енергия: Всичко, което знаем от науката.

Произход на концепцията за тъмна материя

Идеята за тъмната материя датира от края на 19-ти век, когато лорд Келвин забелязва несъответствия в движението на звездите в галактиките. Терминът „тъмна материя“ е използван за първи път от Анри Поанкаре през 1906 г., но истинският пробив идва с работата на Фриц Цвики през 1933 г., който изследва движението на галактиките в купа Кома.

Доказателства за съществуването на тъмна материя

Криви на въртене на галактиките

Вера Рубин и нейният екип правят значителен принос към теорията за тъмната материя чрез изучаване на кривите на въртене на галактиките. Те откриват, че звездите в периферията на галактиките се движат много по-бързо, отколкото би било възможно само с видимата материя.

Гравитационни лещи

Гравитационните лещи са един от най-интригуващите ефекти, предсказани от Общата теория на относителността на Айнщайн. Това е явление, при което масивни астрономически обекти, като звезди, галактики или дори цели купове от галактики, изкривяват пространството-времето около себе си. Това изкривяване, от своя страна, води до отклоняване на светлината, която преминава в близост до тези масивни обекти.

Представи си, че Вселената е като еластично платно. Масивните обекти, като галактиките, създават вдлъбнатини в това платно. Когато светлината от далечен обект преминава близо до тази вдлъбнатина, нейният път се изкривява, подобно на светлина, преминаваща през леща.

Гравитационните лещи се използват за изучаване на разпределението на тъмната материя във Вселената.

Формиране на структури във Вселената

Тъмната материя играе ключова роля в обяснението как са се формирали галактиките и други космически структури. Без нея не бихме могли да обясним наблюдаваните нееднородности във Вселената.

Характеристики на тъмната материя

•             Съставлява около 84.2% от общата материя във Вселената

•             Не излъчва и не поглъща светлина

•             Взаимодейства гравитационно с обикновената материя

•             Не участва в електромагнитни или силни ядрени взаимодействия

•             Точният й състав остава неизвестен

Тъмна енергия и разширяването на Вселената

Откритие на разширяващата се Вселена

Едуин Хъбъл първи установява, че галактиките се отдалечават една от друга, и колкото по-далеч са те, толкова по-бързо се движат.

Етапи в развитието на Вселената

1.            Големият взрив

2.            Инфлационен период

3.            Ера, доминирана от радиация

4.            Ера, доминирана от материя

5.            Съвременна ера, доминирана от тъмна енергия

Реликтово излъчване

377 000 години след Големия взрив, Вселената става прозрачна за фотоните, което води до появата на космическото микровълново фоново излъчване.

Съвременна картина на Вселената според науката

•             Обикновена материя: 5%

•             Тъмна материя: 23%

•             Тъмна енергия: 72%

Заключение

Въпреки огромния напредък в разбирането ни за Вселената, тъмната материя и тъмната енергия остават едни от най-големите загадки в съвременната физика.

И така, докато учените в ЦЕРН и други изследователски центрове по света продължават да се опитват да хвърлят светлина върху тези мрачни тайни, ние оставаме с усещането, че Вселената е като една голяма игра на криеница. А тъмната материя и тъмната енергия са майсторите на тази игра, които още не сме хванали. Но нали затова е науката – да гоним загадките и да се удивляваме на това, което още не знаем.

*Снимката на корицата не е реална и служи само за декорация.