რა არის ბნელი მატერია?

ბნელი მატერია არის სახელი, რომელიც ეწოდება დიდ რაოდენობას გაურკვეველი ხასიათის საკითხი რომლის ეფექტი გრავიტაციულად მოქმედებს დინამიკაზე გალაქტიკები და თვით სამყაროც. ითვლება, რომ ბნელი მატერია შეიძლება ჩამოყალიბდეს კომპაქტური და სუპერ მასიური ობიექტები, მოსწონს შავი ხვრელები პირველყოფილი ან ჰიპოთეტური და პრაქტიკულად ამოუცნობი ნაწილაკები, რომლებიც ინერტული ნეიტრინოს სახელით არის ცნობილი.

იხილეთ აგრეთვე: რა არის ეგზოპლანეტები?

რა არის ბნელი მატერია?

აშკარად, მთლიანი მატერიის 95%, რომელიც ქმნის ჩვენს სამყაროს, შედგება რაღაც არ ვიცით და პირდაპირ ვერ დავაკვირდებით. გარდა ამისა, მთელი ამ უცნობი საკითხის მესამედი, რომელსაც ბნელი მატერია უწოდებენ, არ ურთიერთქმედებს ელექტრომაგნიტურიდაეთიკურად, ანუ მას არ შეუძლია გამოსხივება ან შთანთქას ნებისმიერი ტიპის რადიაცია.

ამასთან, ასტრონომიული დაკვირვებების თანახმად, შესაძლოა ბნელი მატერია იყოს გრავიტაციული ურთიერთქმედება ჩვეულებრივ მატერიასთან, რომელიც ჩვენთვის ცნობილია და იქმნება პროტონები, ნეიტრონები, ელექტრონები და ყველა სხვა ნაწილაკი, რომელიც სტანდარტულ მოდელშია.

თუ ბნელი მატერია არსებობს, არ არსებობს "ცარიელი" სივრცეები, როგორც ეს ჩანს სურათზე.

ბნელი მატერიის არსებობა იყო გამოჰყავთ დაკვირვებაზეეფექტებიგრავიტაციული ეს არ შეიძლება არსებობდეს, თუ მხოლოდ ჩვეულებრივი მატერიის არსებობას გავითვალისწინებთ, რომელიც ქმნის პლანეტებს, ვარსკვლავებს და გალაქტიკებს. ამ გრავიტაციული ეფექტის მიხედვით, შეფასებულია, რომ

• მთელი სამყაროს მასის მხოლოდ 5% შედგება ბარიონებიდან (ჩვეულებრივი მატერია);
• 25% იქმნება ბნელი მატერიით;
• 70% მზადდება ენერგიის ეგზოტიკური და ნაკლებად გასაგები ფორმით, ე.წ. ბნელი ენერგია.

ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)

როგორ მოქმედებს ბნელი მატერია სამყაროზე?

თანახმად უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, ა გრავიტაციული ძალა ის, რისი გაკეთებაც შეუძლია ერთ სხეულს მეორეზე, პროპორციულია მისი მასების პროდუქტისა. ასეთი ძალა, რომელიც ყოველთვის მიმზიდველია, წერტილები მასის ცენტრისკენ თითოეული ამ სხეულიდან, ამ მიზეზით, გრავიტაციული ძალა მუშაობს, როგორც ა ცენტრიდანული ძალა, რომელსაც შეუძლია გააკეთოს პლანეტები, ასტეროიდები და სხვა ციური სხეულები, აღწერს ორბიტებს უფრო მასიური ობიექტების გარშემო, როგორიცაა ვარსკვლავები, შავი ხვრელები და ა.შ.

მაგალითად, ავიღოთ ყველა ციური სხეულის ორბიტა რომ მოძრაობენ ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში. ცნობილია, რომ ამ მდგომარეობიდან გარკვეულ მანძილზე (დაახლოებით 15 კგ / კილოპარსეკი), სხეულების ორბიტალური სიჩქარე ემორჩილება კეპლერის კანონები, გამომდინარეობს უნივერსალური გრავიტაციიდან, ანუ ეს სიჩქარე მცირდება მანძილის კვადრატული ფესვით, რომელიც ციურ სხეულებს ჰყოფს ჩვენი გალაქტიკის ცენტრამდე.

15 kpc მანძილიდან მოვლენები უცნაური ხდება და ციური სხეულების ორბიტალური სიჩქარე რჩება მუდმივი დიდი მანძილის მანძილზე და, გარკვეული წერტილიდან, იწყებს ზრდას, თითქოს რაღაც აჩქარებს მის გაფართოებას ორბიტები.|1|

ორბიტალური სიჩქარისა და მანძილის გრაფიკი.

იხილეთ აგრეთვე: მეწარმოუდგენელი წვრილმანები სსისტემა სგამარჯობა

რისგან მზადდება ბნელი მატერია?

ამჟამად არ არსებობს სრულიად დამაკმაყოფილებელი პასუხი იმის შესახებ, თუ რისგან შედგება ბნელი მატერია, თუმცა, ფიზიკოსებს ამ პოსტზე რამდენიმე კანდიდატი ჰყავთ:

• ყავისფერი ჯუჯა ვარსკვლავები და პირველყოფილი შავი ხვრელები: ისინი პლანეტარული განზომილებების ობიექტებია, უზარმაზარი მასით დაჯილდოებული და მათი ამოცნობა თითქმის შეუძლებელია. ზოგი კოსმოლოგი თვლის, რომ ეს ციური სხეულები შეიძლება იყოს ბნელი მატერიის ახსნის გასაღები.
• ინერტული ნეიტრინოები: არსებობს თეორიები, რომლებიც მიანიშნებს, რომ ბნელი მატერია შეიძლება ჩამოყალიბდეს ჰიპოთეტური ტიპის ნაწილაკებით - ინერტული ნეიტრინოებით, ბევრად უფრო მასიური, ვიდრე ცნობილი ნეიტრინოები. თეორიულად, ინერტული ნეიტრინო არ ურთიერთქმედებს სტანდარტულ მოდელში არსებულ არცერთ ძალთან, მაგრამ მხოლოდ სიმძიმის საშუალებით.

შენიშვნა

|1| სურათის მითითების მონაცემებზე წვდომისათვის დააჭირეთ ღილაკს აქ.

რაფაელ ჰელერბროკის მიერ
ფიზიკის მასწავლებელი

გსურთ მიუთითოთ ეს ტექსტი სასკოლო ან აკადემიურ ნაშრომში? შეხედე:

ჰელერბროკი, რაფაელ. "რა არის ბნელი მატერია?"; ბრაზილიის სკოლა. Ხელმისაწვდომია: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-materia-escura.htm. წვდომა 2021 წლის 28 ივნისს.