Co je temná hmota?

Temná hmota je jméno dané velkému počtu záležitost neznámé povahy jehož účinek gravitačně ovlivňuje dynamiku galaxie a samotný vesmír. Předpokládá se, že temnou hmotu lze tvořit kompaktní a superhmotné objekty, jako černé díry prvotní nebo hypotetické a prakticky nezjistitelné částice známé jako inertní neutrina.

Podívejte se také: Co jsou exoplanety?

Co je temná hmota?

Asi 95% veškeré hmoty, která tvoří náš vesmír, je zjevně vyrobena něco, co nevíme a nemůžeme přímo pozorovat. Navíc třetina této neznámé hmoty, nazývaná temná hmota, neinteraguje elektromagnetickéaeticky, to znamená, že není schopen emitovat ani absorbovat žádný typ záření.

Astronomická pozorování však naznačují, že temná hmota může gravitační interakce s běžnou hmotou, který je nám znám a je tvořen protony, neutrony, elektrony a všechny ostatní částice přítomné ve standardním modelu.

Pokud existuje temná hmota, nejsou na obrázku žádné „prázdné“ mezery.

Existence temné hmoty byla odvozeno z pozorováníúčinkygravitační to by nemohlo existovat, kdybychom brali v úvahu výlučně existenci běžné hmoty, která tvoří planety, hvězdy a galaxie. Podle těchto gravitačních účinků se odhaduje, že

• pouze 5% hmotnosti celého vesmíru tvoří baryony (obyčejná hmota);
• 25% je tvořeno temnou hmotou;
• 70% se vyrábí v exotické a málo pochopené formě energie, tzv temná energie.

Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

Jak ovlivňuje temná hmota vesmír?

Podle zákon univerzální gravitace, a gravitační síla to, co je jedno tělo schopné vyvíjet nad druhým, je úměrné součinu jeho hmot. Taková síla, která je vždy atraktivní, směřuje ke středu hmoty z každého z těchto těles z tohoto důvodu gravitační síla funguje jako a dostředivá síla, schopné vytvářet planety, asteroidy a další nebeská tělesa popisující oběžné dráhy kolem hmotnějších objektů, jako jsou hvězdy, černé díry atd.

Vezměme si například oběžné dráhy všech nebeských těles které se pohybují kolem středu naší galaxie. Je známo, že až do určité vzdálenosti od této polohy (asi 15 kpc - kiloparseků) se orbitální rychlost těl řídí Keplerovy zákony, odvozené z univerzální gravitace, to znamená, že tyto rychlosti se snižují s druhou odmocninou vzdálenosti, která odděluje nebeská tělesa od středu naší galaxie.

Ze vzdálenosti 15 kpc začaly být jevy podivné a orbitální rychlost nebeských těles zůstává konstantní na velkou vzdálenost a od určitého bodu se začíná zvětšovat, jako by něco urychlovalo jeho expanzi oběžné dráhy.|1|

Graf orbitální rychlosti proti vzdálenosti.

Podívejte se také: Jáneuvěřitelné drobnosti o sSystém sAhoj

Z čeho je vyrobena temná hmota?

V současné době neexistuje zcela uspokojivá odpověď na to, z čeho je tmavá hmota vyrobena, fyzici však na tento post mají několik kandidátů:

• Hnědé trpasličí hvězdy a prvotní černé díry: jsou to objekty planetárních rozměrů, obdařené obrovskou hmotou a téměř nemožné je detekovat. Někteří kosmologové věří, že tato nebeská tělesa mohou být klíčem k vysvětlení temné hmoty.
• Inertní neutrina: Existují teorie, které naznačují, že temnou hmotu může tvořit hypotetický typ částice - inertní neutrina, mnohem hmotnější než známá neutrina. Teoreticky inertní neutrina neinteragují s žádnou ze sil přítomných ve standardním modelu, ale pouze gravitací.

Poznámka

|1| Chcete-li zobrazit referenční data obrázku, klikněte na tady.

Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky

Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:

HELERBROCK, Rafaeli. „Co je temná hmota?“; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-materia-escura.htm. Zpřístupněno 28. června 2021.