Направи дарение на училище!

Автор: Емил Кръстев 

Началото на 90-те години на миналия век е съпътствано от теорията, че разширяването на Вселената би трябвало да се забавя, поради факта, че тя е изпълнена с материя и притегателната сила на гравитацията „тегли“ цялата тази материя навътре. През 1998 г., обаче, наблюденията на космическия телескоп Хъбъл (HST) върху далечни свръхнови, показват точно обратното – преди много време Вселената се е разширявала по-бавно отколкото в момента. Неочакваното откритие води след себе си до много въпроси.

Какво е тъмна енергия?

Разбери повече за БГ Наука:

***

Тъмната енергия е името, използвано за предполагаем вид енергия, която кара Веселената ни да се разширява с все по-бързи темпове. Все още, не може да бъде определено какво точно представлява мистериозната енергия, но за нея се знае, че има противоположно действие на това на гравитацията. 

Нийл деГрас Тайсън обяснява: „Нищо познато не би могло да спре този процес. Затова има притеснения, че е възможно космосът да няма необходимата гъвкавост да позволи толкова скоростно разширяване. Дали не е възможно космосът да се разпокъса по начин, който досега не сме си и представяли?“ 

Според експертите в областта тъмната енергия представлява около 68% от Вселената. Това може да се изчисли, тъй като знаем как тя влия върху Вселената и разширяването ѝ. За сравнение, всичко на Земята, всичко, наблюдавано някога с всичките ни изобретения и апарати, цялата нормална материя съставлява по-малко от 5% от Вселената. Останалите приблизително 27% са заети от тъмна материя.

Какво е тъмна материя?

Тъмната материя е понятие от астрофизиката и космологията, описващо материя, която е недостъпна за наблюдение със съвременните методи, тъй като нито излъчва, нито отразява достатъчно електромагнитни вълни, като също така е с неизвестен състав, но може да бъде индиректно засечена заради гравитационните си въздействия върху видимата материя. 

Много повече се знае за това какво не е тъмната материя от това какво е. Първо, тя е тъмна, защото не е под формата на звезди или планети, например, които да виждаме. Открито е, че има твърде малко видима материя във Вселената, за да компенсира 27-те процента, изисквани от наблюденията ни. Второ, не е под формата на тъмни облаци от нормална материя, съставена от частици, наречени бариони, тъй като ако беше,  щяхме да можем да открием барионните облаци благодарение на абсорбцията на радиация, преминаваща през тях. Трето, тъмната материя не е антиматерия, защото ние не виждаме уникалните гама лъчи, които се получават, когато антиматерията анихилира с материята. Също така, бихме могли да изключим големите черни дупки с размер на галактика като възможност, въз основа на това колко гравитационни лещи (масивен астрообект като звезда, черна дупка или галактика предизвикващ изкривяване в траекторията на преминаваща в близост) светлина виждаме. Високите концентрации на материя изкривяват светлината, преминаваща близо до тях спрямо по-далечни обекти, но ние не виждаме достатъчно изкривявания, за да предположим, че такива обекти съставляват необходимия принос от 27% тъмна материя.

Изследване на тъмната материя 

Според астрофизика на частиците към Националната лаборатория за ускорители на частици  на SLAC към Станфордския университет, Ребека Лиан, Юпитер може да се окаже идеален кандидат за долавяне на тъмна материя, тъй като планетата има много по-голяма повърхност от другите такива в Слънчевата система. Поради тази причина може да улови много повече от идващите частици в сравнение с който и да е друг обект в близост до нас. През 2021, тя публикува свой анализ върху Юпитер, базиран на 12 години наблюдения на Гама-лъчевия космически телескоп Ферми, който показва, за първи път, астрофизичен източник на гама-лъчи. Въпреки това, анализът на Лиан не показва никакви признаци на тъмна материя.

Учените смятат, че са открили нов начин за засичането на тъмна материя- използвайки екзопланети (планети, намиращи се извън Слънчевата система). Когато гравитацията на тези планети „хване“ тъмна материя, тази материя отива към ядрото на планетата, където тя се анихилира и освобождава енергията си под формата на топлина. Колкото повече тъмна материя бъде „хваната“, толкова повече трябва да се загрее екзопланетата. Тази топлина може да бъде засечена от инфрачервения телескоп на НАСА- Джеймс Уебб.
Според Юрий Смирнов, теоритик по частиците към Университета Охайо, един от най-големите плюсове на използването на екзопланети, като детектори за тъмна материя е, че не се налагат никакви нови видове инструменти или изследвания. „Вярваме, че има около 300 милиарда екзопланети, чакащи да бъдат открити“, казва Смирнов. „Дори ако открием и проучим малък брой от тях, можем да получим много информация за тъмната материя, която към момента не знаем.“

Цялата статия, както и много други, можете да прочетете в новия Брой 167 на списанието.

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!