Mikä on pimeä aine?

Pimeä aine on nimi, joka annetaan suurelle joukolle tuntematon asia jonka vaikutus gravitaatiolla vaikuttaa galaksit ja itse maailmankaikkeus. Uskotaan, että pimeä aine voi muodostua kompaktit ja erittäin massiiviset esineet, Kuten mustat aukot alkeelliset tai hypoteettiset ja käytännössä huomaamattomat hiukkaset, jotka tunnetaan nimellä inertit neutriinot.

Katso myös: Mitä eksoplaneetit ovat?

Mikä on pimeä aine?

Noin 95% kaikista aineista, jotka muodostavat maailmankaikkeutemme, on ilmeisesti tehty jotain mitä emme tiedä emmekä voi suoraan havaita. Lisäksi kolmasosa kaikesta tuntemattomasta aineesta, jota kutsutaan pimeäksi aineeksi, ei ole vuorovaikutuksessa sähkömagneettinenjaeettisestieli se ei kykene lähettämään tai absorboimaan minkäänlaista säteilyä.

Tähtitieteelliset havainnot osoittavat kuitenkin, että pimeä aine voi olla gravitaatiovaikutuksessa tavallisen aineen kanssa, joka on meille tiedossa ja jonka muodostaa protonit, neutronit, elektronit ja kaikki muut vakiomallissa olevat hiukkaset.

Jos pimeää ainetta on olemassa, kuvassa ei ole tyhjiä tiloja.

Pimeän aineen olemassaolo oli pääteltyvaikutuksiapainovoimainen jota ei voisi olla olemassa, jos tarkastelemme yksinomaan tavallisen aineen olemassaoloa, joka muodostaa planeetat, tähdet ja galaksit. Näiden gravitaatiovaikutusten mukaan on arvioitu, että

• vain 5% koko maailmankaikkeuden massasta koostuu baryoneista (tavallinen aine);
• 25% muodostuu pimeästä aineesta;
• 70% on valmistettu eksoottisessa ja vähän ymmärretyssä energiamuodossa, nimeltään tumma energia.

Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)

Kuinka pimeä aine vaikuttaa maailmankaikkeuteen?

Mukaan yleisen painovoiman laki, a painovoima se, mitä yksi runko kykenee kohdistamaan toiseen, on verrannollinen sen massojen tulokseen. Tällainen voima, joka on aina houkutteleva, osoittaa kohti massan keskustaa jokaisesta näistä kappaleista painovoima toimii tästä syystä keskihakuvoima, jotka pystyvät tekemään planeettoja, asteroideja ja muita taivaankappaleita, kuvaavat kiertoratoja massiivisempien esineiden, kuten tähtien, mustien aukkojen, ympärillä.

Otetaan esimerkiksi kaikkien taivaankappaleiden kiertoradat jotka liikkuvat ympäri galaksimme keskustaa. Tiedetään, että tietyn etäisyyden päässä tästä asennosta (noin 15 kpc - kiloparsekit), kappaleiden kiertoradan nopeus noudattaa Keplerin lait, joka on johdettu yleisestä painovoimasta, eli nämä nopeudet pienenevät sen etäisyyden neliöjuurella, joka erottaa taivaankappaleet galaksimme keskustaan.

15 kpc: n etäisyydeltä ilmiöt alkavat outoa, ja taivaankappaleiden kiertoradan nopeus pysyy vakiona suurella etäisyydellä ja alkaa tietystä pisteestä kasvaa ikään kuin jokin kiihdyttäisi sen laajenemista kiertää.|1|

Kiertoradan nopeus vs. etäisyyskaavio.

Katso myös: Minäuskomatonta triviaa sjärjestelmään sHei

Mistä pimeä aine on tehty?

Tällä hetkellä ei ole täysin tyydyttävää vastausta pimeästä aineesta, mutta fyysikoilla on joitain ehdokkaita virkaan:

• Ruskeat kääpiötähdet ja alkuperäiset mustat aukot: ne ovat planeettamittaisia ​​esineitä, joilla on valtavat massat ja joita on melkein mahdotonta havaita. Jotkut kosmologit uskovat, että nämä taivaankappaleet voivat olla avain pimeän aineen selittämiseen.
• Inertit neutriinot: On teorioita, jotka osoittavat, että pimeän aineen voi muodostaa hypoteettinen hiukkasetyyppi - inertit neutriinot, paljon massiivisemmat kuin tunnetut neutriinot. Teoriassa inertit neutriinot eivät ole vuorovaikutuksessa minkään vakiomallissa olevan voiman kanssa, vaan vain painovoiman kautta.

Merkintä

|1| Voit käyttää kuvan viitetietoja napsauttamalla täällä.

Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan opettaja

Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:

HELERBROCK, Rafael. "Mikä on pimeä aine?"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-materia-escura.htm. Pääsy 28. kesäkuuta 2021.