Mis on tume aine?

Tume aine on nimi, mis antakse suurele hulgale tundmatu olemusega asi mille mõju gravitatsiooniliselt mõjutab galaktikad ja Universum ise. Arvatakse, et tumeainet saab moodustada kompaktsed ja ülimassiivsed esemed, nagu mustad augud ürgsed või hüpoteetilised ja praktiliselt märkamatud osakesed, mida nimetatakse inertseteks neutriinodeks.

Vaadake ka: Mis on eksoplaneedid?

Mis on tume aine?

Ligikaudu 95% kõigist ainetest, mis meie Universumi moodustavad, koosneb ilmselt sellest midagi, mida me ei tea ega saa otseselt jälgida. Pealegi ei suhtle kolmandik kogu sellest tundmatust ainest, mida dubleeritakse tumeaineks elektromagnetilinejaeetiliseltsee tähendab, et see ei ole võimeline kiirgama ega neelama mis tahes liiki kiirgust.

Astronoomilised vaatlused näitavad siiski, et tumeaine võib gravitatsiooniliselt suhelda tavalise ainega, mis on meile teada ja mille moodustab prootonid, neutronid, elektronid ja kõik muud standardmudelis esinevad osakesed.

Kui tumeaine on olemas, pole pildil näha ühtegi tühja ruumi.

Tumeaine olemasolu oli järeldusmõjugravitatsiooniline seda ei saaks olla, kui arvestada ainult tavalise aine olemasolu, mis moodustab planeete, tähti ja galaktikaid. Nende gravitatsiooniliste mõjude kohaselt on hinnanguliselt

• ainult 5% kogu Universumi massist koosneb barüonidest (tavaline aine);
• 25% moodustub tumeainest;
• 70% on valmistatud eksootilises ja vähe mõistetud energiavormis, nn tume energia.

Kuidas mõjutab tumeaine Universumit?

Vastavalt universaalse gravitatsiooni seadus, a gravitatsioonijõud see, mida üks keha on võimeline teise üle avaldama, on võrdeline tema masside korrutisega. Selline jõud, mis on alati atraktiivne, osutab massikeskme suunas kõigil neist kehadest töötab sel põhjusel gravitatsioonijõud kui tsentripetaalne jõud, mis on võimelised valmistama planeete, asteroide ja muid taevakehasid, kirjeldavad orbiite massiivsemate objektide nagu tähed, mustad augud jms ümber.

Võtame näiteks kõigi taevakehade orbiidid mis liiguvad meie galaktika keskel. On teada, et kuni teatud kauguseni sellest positsioonist (umbes 15 kpc - kiloparsekit) täidab kehade orbiidi liikumiskiirus Kepleri seadused, mis tuleneb universaalsest gravitatsioonist, see tähendab, et need kiirused vähenevad koos taevakehasid meie galaktika keskpunkti eraldava kauguse ruutjuurega.

15 kpc kauguselt hakkavad nähtused kummaliseks muutuma ja taevakehade orbiidi kiirus püsib konstantne suure vahemaa tagant ja hakkab teatud punktist alates suurenema, nagu miski kiirendaks selle laienemist orbiidid.|1|

Orbiidi kiiruse ja kauguse graafik.

Vaadake ka: Minauskumatu tühiasi ssüsteemi sTere

Millest koosneb tume aine?

Praegu pole täiesti rahuldavat vastust selle kohta, millest tumeaine koosneb, kuid füüsikutel on sellele ametikohale mõned kandidaadid:

• Pruunid kääbustähed ja ürgsed mustad augud: need on planeedimõõdulised objektid, mis on varustatud tohutute massidega ja mida on peaaegu võimatu tuvastada. Mõned kosmoloogid usuvad, et need taevakehad võivad olla võti tumeaine selgitamiseks.
• Inertsed neutriinod: On teooriaid, mis näitavad, et tumeaine võib moodustada hüpoteetiline osakestetüüp - inertsed neutriinod, palju suuremad kui teadaolevad neutriinod. Teoreetiliselt ei reageeri inertsed neutriinod ühegi standardmudelis esineva jõuga, vaid ainult gravitatsiooni kaudu.

Märge

|1| Pildi viiteandmetele juurdepääsu saamiseks klõpsake nuppu siin.

Autor Rafael Hellerbrock
Füüsikaõpetaja

Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-materia-escura.htm