Do danas znanstvenici nisu uspjeli nedvosmisleno dokazati postojanje „tamne materije“, koja se, navodno, sastoji od većine našeg svemira.
"Tamna materija" koja okružuje galaksije u cijelom svemiru je nevidljiva jer ne odražava svjetlost. Njegova prisutnost može se primijetiti samo gravitacijskim učinkom koji ima na planete i zvijezde.
Unatoč pokusu vrijednom dvije milijarde dolara provedenom na Međunarodnoj svemirskoj stanici i koji pokazuje znakove postojanja "tamne materije", to nikada nije izravno primijećeno.
Rupe na nebu
Prvi pokazatelji da nešto nije u redu s izračunavanjem mase svemira pojavili su se sredinom 30-ih godina XX. Stoljeća. Švicarski astronom Fritz Zwicky mjerio je brzinu kojom galaksije u grupi Koma (a ovo je jedan od najvećih poznatih klastera kod nas, uključuje tisuće galaksija) u orbiti oko zajedničkog središta.
Rezultat je bio obeshrabrujući: brzine galaksija pokazale su se mnogo većim nego što bi se očekivalo na temelju promatrane ukupne mase klastera. To je značilo da je prava masa klastera Kome bila mnogo veća od vidljive mase. Ali glavna količina materije koja je prisutna u ovom području Svemira, iz nekog razloga, ostaje nevidljiva i nepristupačna za izravno promatranje, koja se manifestira samo gravitacijski, to jest, samo kao masa.
40 godina nakon Zwickyjevog rada, 70-ih, američka astronomica Vera Rubin proučavala je brzinu rotacije oko galaktičkog središta materije smještenog na periferiji galaksija. Mjerenja su pokazala da za mnoge galaksije ta brzina ostaje gotovo konstantna na vrlo značajnoj udaljenosti od središta.
Promotivni video:
Ovi se rezultati mogu protumačiti na samo jedan način: gustoća materije u takvim se galaksijama ne smanjuje pri pomicanju iz središta, već ostaje gotovo nepromijenjena. Budući da gustoća vidljive tvari (sadržana u zvijezdama i međuzvjezdanom plinu) brzo opada prema periferiji galaksije, gustoću koja nedostaje mora osigurati nešto što mi, iz nekog razloga, ne možemo vidjeti.
Galaktički paradoks
Za kvantitativno objašnjenje promatranih ovisnosti brzine rotacije o udaljenosti do središta galaksije potrebno je da to nevidljivo „nešto“bude oko 10 puta veće od uobičajene vidljive materije. To se "nešto" nazivalo "tamnom materijom" i još uvijek ostaje najintrigantnija misterija u astrofizici.
Drugi važan dokaz prisutnosti "tamne materije" u našem svijetu potječe iz izračuna koji simuliraju stvaranje galaksija, a koji su započeli oko 300 tisuća godina nakon početka Velikog praska. Materija se jednostavno nije trebala skupljati u galaksijama, koje, međutim, promatramo u modernom dobu. Taj se problem zvao galaktički paradoks, a dugo vremena se smatrao ozbiljnim argumentom protiv teorije Velikog praska.
Međutim, ako pretpostavimo da su čestice obične materije u ranom Svemiru bile pomiješane s česticama nevidljive "tamne materije", tada u proračunima sve dolazi na svoje mjesto.
Ispada da je poznati i naizgled proučavan detalj vidljivog svijeta, koji smo nedavno smatrali gotovo shvaćenim, samo je mali dodatak nečemu od čega se Svemir zapravo sastoji.
Zrcali svijet
Teleskop Hubble 1995. primijetio je da se jedna od zvijezda Velikog magelanskog oblaka blistala. Taj sjaj trajao je više od tri mjeseca, ali tada se zvijezda vratila u svoje prirodno stanje. A šest godina kasnije, pokraj zvijezde se pojavio jedva svjetlucavi predmet. Bio je hladni patuljak koji je, prolazeći 600 svjetlosnih godina od zvijezde, stvorio gravitacijsko leće koje pojačava svjetlost. Proračuni su pokazali da je masa ovog patuljka samo 5-10% mase Sunca.
Napokon, opća teorija relativiteta nedvosmisleno povezuje brzinu širenja Svemira sa prosječnom gustoćom tvari sadržane u njemu. Ako je u stvarnosti gustoća Svemira točno jednaka kritičnoj, to ne može biti slučajna slučajnost, već je posljedica neke temeljne osobine našeg svijeta, koju tek treba razumjeti i shvatiti.
Međutim, nova teorija kaže da "tamna tvar" može sadržavati "zrcalni svijet" koji može promijeniti naše razumijevanje svemira.
Teleskop Planck prikupio je podatke o vremenima koja su uslijedila nakon Velikog praska prije 13,8 milijardi godina, pokazujući da neka tajanstvena tvar čini 26,8 posto materije u svemiru - više nego što se prije mislilo.
Obična materija - galaksije i planeti, koje možemo izravno promatrati, iznosi samo oko 4,9 posto. A sve ostalo je još tajanstvenija "tamna energija" koja je, prema znanstvenicima, odgovorna za širenje Svemira.
Novi fenomen
Ove godine međunarodni tim istraživača objavio je da je kozmički detektor zraka na brodu ISS otkrio prvi znak postojanja "tamne materije".
Do tih rezultata došlo je kad je Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), lansiran u svemir prije dvije godine, otkrio znakove nove fizičke pojave koja bi mogla biti čudna i do danas nepoznata materija.
Zaključci znanstvenika temelje se na promatranom višku pozitrona - pozitivno nabijenih subatomskih čestica. Otkriveni prasak pozitrona može se stvoriti umiranjem "tamne materije" - tvari toliko središnje u našem svemiru da određuje raspored zvijezda i planeta.
Konačno rješenje tajne pojave tajanstvene materije može za nas otvoriti potpuno nova područja proučavanja, uključujući mogućnost postojanja više svemira i drugih dimenzija.