Tumma aine on maailmankaikkeuden salaperäisin ja inertin aine. Sen painovoimavaikutukset selittävät galaksien pyörimisen, klustereiden liikkumisen ja koko maailmankaikkeuden suurimman mittakaavan rakenteet. Mutta pienemmässä mittakaavassa se on liian pieni vaikuttamaan aurinkokunnan liikkeeseen, maapallon aineeseen tai ihmisen alkuperään ja evoluutioon. Tumma aineen tarjoama painovoima on ehdottoman välttämätöntä raaka-aineosille, jotka muodostavat meidän kaltaisen elämän ja Maan kaltaiselle planeetalle. Ilman tummaa ainetta Universumissa ei voisi olla mitään elämää.
Tähdet tuottavat 100% valosta, jota näemme maailmankaikkeudessa, mutta vain 2% sen massasta. Kun tarkastelemme galaksien, klustereiden ja muiden liikkeitä, huomaat, että painovoiman massa ylittää tähtimassan 50 kertaa. Voitaisiin ajatella, että muun tyyppiset tavalliset aineet voisivat selittää tämän eron. Loppujen lopuksi löysimme universumin joukosta monia muita ainetyyppejä paitsi tähtiä:
- tähdet, kuten valkoiset kääpiöt, neutronitähdet ja mustat aukot;
- asteroidit, planeetat ja muut esineet, joiden massa on liian pieni ollakseen tähtiä;
- neutraali kaasu galakseissa ja niiden välinen tila;
- pölyä estävät kevyet ja sumuiset alueet
- ionisoitu plasma, jota on runsaasti maitohappovälisessä väliaineessa.
Kaikki nämä tavallisen aineen muodot - tai aine, joka koostui alun perin samoista asioista, jotka olemme: protonit, neutronit ja elektronit - vaikuttavat osaltaan. Erityisesti kaasu ja plasma aiheuttavat enemmän kuin kaikkien maailmankaikkeuden tähtijen summa. Mutta vaikka lisäämme kaikki nämä komponentit yhteen, saamme vain 15-17% aineen kokonaismäärästä, jota tarvitaan painovoiman selittämiseen. Loppuun näkemästämme liikettä varten tarvitsemme ainesmuotoa, joka ei vain eroa protoneista, neutroneista ja elektroneista, mutta ei myöskään vastaa mitään standardimallin tunnettuja hiukkasia. Tarvitsemme jonkinlaista pimeää ainetta.
Mainosvideo:
Pieni ryhmä tutkijoita vastustaa jonkinlaisen näkymättömän massalähteen lisäämistä, mutta sen sijaan, että se muuttaisi painovoimalait. Tällaisella mallilla on vaikeuksia, mukaan lukien kyvyttömyys toistaa koko havaintokokonaisuus, mukaan lukien yksittäisten galaktien liikkeet klustereissa, kosminen mikroaaltotausta, galaksiklusterien törmäykset ja maailmankaikkeuden havaitun laaja-alaisen rakenteen jättiläinen kosminen verkko. On myös toinen tärkeä todiste, joka viittaa tumman aineen olemassaoloon. Yllätät, mutta tämä on olemassaolomme.
Se yllättää, että emme tarvitse vain pimeän aineen selittämiseen astrofysiikan ilmiöitä, kuten galaktisen kierto, klusterien liikkeet ja niiden törmäykset, vaan myös selittää elämän alkuperän.
Ymmärtääksesi miksi sinun on muistettava, että maailmankaikkeus alkoi kuumalla ja tiheällä tilalla - Isolla räjähdyksellä - kun kaikki oli käytännöllisesti katsoen homogeenisen merkin muodossa, joka sisälsi erillisiä, vapaita, korkeaenergisia hiukkasia. Universumin jäähtyessä ja laajentuessa muodostui protoneja, neutroneja ja kevyimpiä ytimiä (vety, helium, deuterium ja vähän litiumia), mutta ei mitään muuta. Vain kymmeniä tai satoja miljoonia vuosia sitten tämä asia romahti alueille, jotka olivat riittävän tiheitä muodostamaan tähtiä ja lopulta galakseja.
Kaikki tämä olisi tapahtunut, vaikkakin hieman eri tavalla, tumman aineen kanssa tai ilman. Mutta jotta elementit, joita elämä tarvitsee, voivat lisääntyä runsaasti - hiili, happi, typpi, fosfori, rikki -, niiden täytyy olla sulatettu maailmankaikkeuden massiivisimpien tähtien ytimeen. Se ei tee meistä ei kuumaa eikä kylmää; Jotta ne voisivat muodostaa kiinteitä planeettoja, orgaanisia molekyylejä ja elämää, heidän on ensin heitettävä nämä raskaat atomit tähtienväliseen väliaineeseen, jossa niistä tulee jälleen tähtiä, jo seuraavien sukupolvien aikana. Tämä vaatii supernoovan räjähdyksen.
Tarkastelimme näitä räjähdyksiä erittäin yksityiskohtaisesti ja tiedämme erityisesti, kuinka nopeasti tämä materiaali poistuu tähdet heidän kuolemantapansa: tuhansilla kilometreillä sekunnissa. (Jäännökset supernova Cas A: sta karkaisivat materiaalia nopeudella 5000 ja jopa 14 500 km / s!). Vaikka tämä lukumäärä saattaa tuntua pieneltä, etenkin valon nopeuden vuoksi, muista, että oma tähti kiertää Linnunradalla vain 220 km / s. Jos aurinko pyörii ainakin kolme kertaa nopeammin, olisimme jo galaksin painovoiman vetäytymisen ulkopuolella - meitä heitetään ulos.
Supernovajäännökset poistavat raskaampaa ainetta, mutta diffuusi, pitkänomaisen tumman aineen halogeenin voimakkaan painovoiman veton ansiosta pidämme suurimman osan tästä massasta oman galaksissamme. Ajan myötä aine palaa normaaleille alueille, joissa on runsaasti normaaleja aineita, muodostaa neutraaleja molekyylipilviä ja muodostaa perustan seuraaville sukupolvien tähtiille, planeetoille ja, mikä kiinnostavinta, orgaanisille molekyylikombinaatioille.
Mutta ilman galaksia ympäröivän massiivisen tumman aineen halogeenin lisävetovoimaa, suurin osa supernoovasta poistuneesta materiaalista jättäisi galaksin ikuisesti. Se kelluu aina galaktisen alueen välisessä ympäristössä, mutta siitä ei tule koskaan osaa tähtijärjestelmien tulevia sukupolvia. Maailmankaikkeudessa, jossa ei ole pimeää ainetta, meillä olisi tähtiä ja galakseja, mutta planeetat olisivat vain kaasujätteitä, ei olisi kiinteitä maailmoja, ei myöskään nestemäistä vettä ja elämää. Ilman runsaasti raskaita elementtejä, joita sukupolvien massiiviset tähdet toimittavat, molekyylipohjaista elämää ei olisi koskaan olemassa.
Osoittautuu, että galaksiamme ympäröivä massiivinen tumman aineen halo, joka salli hiileen perustuvan elämän syntymisen, joka on valinnut maan kotonaan - tai jotain muuta - on kiittämisen arvoinen kaikesta tästä. Kun kaivelemme syvemmälle ja syvemmälle maailmankaikkeuden periaatteisiin, ymmärrämme, että tumma aine on ehdottoman välttämätöntä elämän ilmestymiselle. Ilman sitä ei olisi kemiaa, monimutkaisia elementtejä, biologiaa, kiinteitä planeettoja, elämää - ja meitä.
ILYA KHEL