Czym jest ciemna materia?

Ciemna materia to nazwa nadana dużej liczbie sprawa nieznanej natury którego działanie grawitacyjnie wpływa na dynamikę galaktyki i sam Wszechświat. Uważa się, że ciemna materia może być utworzona przez kompaktowe i super masywne obiekty, lubić czarne dziury pierwotne lub hipotetyczne i praktycznie niewykrywalne cząstki znane jako neutrina obojętne.

Zobacz też: Czym są egzoplanety?

Czym jest ciemna materia?

Najwyraźniej około 95% całej materii, z której składa się nasz Wszechświat, składa się z coś, czego nie znamy i nie możemy bezpośrednio zaobserwować. Co więcej, jedna trzecia całej tej nieznanej materii, nazwanej ciemną materią, nie wchodzi w interakcje elektromagnetycznyietycznie, to znaczy, że nie jest w stanie emitować ani pochłaniać żadnego rodzaju promieniowania. .

Jednak obserwacje astronomiczne wskazują, że ciemna materia może: oddziałują grawitacyjnie ze zwykłą materią, który jest nam znany i jest utworzony przez protony, neutrony, elektrony i wszystkie inne cząstki obecne w modelu standardowym.

Jeśli ciemna materia istnieje, nie ma „pustych” przestrzeni widocznych na obrazie.

Istnienie ciemnej materii było wywnioskowane z obserwacjiefektygrawitacyjny to nie mogłoby istnieć, gdybyśmy brali pod uwagę wyłącznie istnienie zwykłej materii, która tworzy planety, gwiazdy i galaktyki. Zgodnie z tymi efektami grawitacyjnymi szacuje się, że

• tylko 5% masy całego Wszechświata składa się z barionów (materii zwykłej);
• 25% składa się z ciemnej materii;
• 70% powstaje w egzotycznej i mało zrozumiałej formie energii, zwanej ciemna energia.

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

Jak ciemna materia wpływa na Wszechświat?

Według prawo powszechnego ciążenia, a siła grawitacji to, co jedno ciało jest w stanie wywierać na drugie, jest proporcjonalne do iloczynu jego mas. Taka siła, która zawsze jest atrakcyjna, wskazuje w kierunku środka masy każdego z tych ciał, z tego powodu siła grawitacyjna działa jako siła dośrodkowa, zdolny do tworzenia planet, asteroid i innych ciał niebieskich, opisuje orbity wokół bardziej masywnych obiektów, takich jak gwiazdy, czarne dziury itp.

Weźmy na przykład orbity wszystkich ciał niebieskich które poruszają się po centrum naszej galaktyki. Wiadomo, że do pewnej odległości od tej pozycji (około 15 kpc - kiloparseków) prędkość orbitalna ciał jest zgodna z Prawa Keplera, wywodząca się z powszechnej grawitacji, to znaczy, że prędkości te zmniejszają się wraz z pierwiastkiem kwadratowym odległości dzielącej ciała niebieskie od centrum naszej Galaktyki.

Z odległości 15 kpc zjawiska zaczynają robić się dziwne, a prędkość orbitalna ciał niebieskich pozostaje stała na dużej odległości i od pewnego momentu zaczyna rosnąć, jakby coś przyspieszało jej ekspansję orbity.|1|

Wykres prędkości orbitalnej w funkcji odległości.

Zobacz też: janiesamowite ciekawostki na temat ssystem scześć

Z czego składa się ciemna materia?

Obecnie nie ma w pełni zadowalającej odpowiedzi, z czego składa się ciemna materia, jednak fizycy mają kilku kandydatów na stanowisko:

• Gwiazdy brązowego karła i pierwotne czarne dziury: są to obiekty o planetarnych wymiarach, obdarzone ogromnymi masami i prawie niemożliwe do wykrycia. Niektórzy kosmolodzy uważają, że te ciała niebieskie mogą być kluczem do wyjaśnienia ciemnej materii.
• obojętne neutrina: Istnieją teorie wskazujące, że ciemna materia może być tworzona przez hipotetyczny typ cząstki – obojętne neutrina, znacznie masywniejsze niż znane neutrina. Teoretycznie neutrina inercyjne nie oddziałują z żadną z sił występujących w modelu standardowym, a jedynie poprzez grawitację.

Uwaga

|1| Aby uzyskać dostęp do danych referencyjnych obrazu, kliknij tutaj.

Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:

HELERBROCK, Rafael. „Co to jest ciemna materia?”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-materia-escura.htm. Dostęp 28 czerwca 2021 r.