Így nézhet ki a Sötét Anyag – Lemodellezték hogyan szőheti át a Világegyetemet

100 éve született a hazai fenntartható erdőgazdálkodás úttörője
2020-09-18
Valószínűleg mégsem Anatóliában háziasították először a lovakat
2020-09-19

Így nézhet ki a Sötét Anyag – Lemodellezték hogyan szőheti át a Világegyetemet

Félrevezető sötétnek hívni valamit, ami valójában nem sötét, hanem láthatatlan. Neve inkább onnan eredhet, hogy ha felnézünk az űrbe, a csillagok között sötétséget látunk. Valójában, amikor belebámulunk az ég sötétjébe akkor nem rá-, hanem átnézünk ezen a misztikus anyagon. A Sötét Anyag helyett beszédesebb elnevezés lenne a Láthatatlan Anyag.

Akkor született meg a Sötét Anyag elmélete, amikor a csillagászok észrevették, hogy a látható Világegyetem viselkedése egyszerűen nem egyezik azzal, amit különböző műszerekkel mértek. Több gyanús jelenség erősítette, hogy kell lennie valami láthatatlannak, ami feloldhatja az ellentmondásokat. Az egyik fő probléma a galaxisok forgása volt. A newtoni fizika szerint nem foroghatnának olyan gyorsan, mint ahogyan azt megfigyeljük. Ennek az egyik feloldása az lehet, ha a galaxis tömege valójában nagyobb, mint a benne található látható anyag tömege, azaz valami láthatatlan plusz is kitölti azt.

A Sötét Anyag és a beleágyazott galaxis a gravitációs lencsehatásnak köszönhetően torzítja a mögötte található csillagok képét.

Ez lett a Sötét Anyag. Érdemes megjegyezni, hogy ez a különös valami nem egy felfedezés eredménye, nem valami, amit találtunk, majd a csillagászok igyekeztek megmagyarázni, hogy mi lehet, hanem épp ellenkezőleg. A Sötét Anyag jelenleg egy ismeretlen az egyik egyenletben, egy gazdátlan névtábla, amit szeretnénk valamire ráakasztani. Valami, amit a mai napig nem figyeltünk meg, csak a hatását érezzük a gravitáción (és semmi máson) keresztül. Azaz valami, amiről azt nem mondhatjuk, hogy létezik, de azt mondhatjuk, hogy léteznie kell. Pontosabban, két meghatározó tulajdonsággal együtt kell léteznie: gravitációs hatása van és láthatatlan.

Ahhoz, hogy valamit fizikai értelemben lássunk, annak mindenképp részt kell vennie az elektromágneses kölcsönhatásban. A szemünk is ezt teszi, hiszen olyan részecskékből, protonokból, neutronokból és elektronokból épül fel, amelyek részt vesznek ebben a kölcsönhatásban, melynek a leghétköznapibb vállfaja maga a fény. Nem kell viszont a szó szoros értelemben a szemünkkel látnunk, elég lenne az elektromágneses spektrum valamely részével kapcsolatba kerülni, legyen az gamma-, Röntgen-, ultraibolya- vagy infrasugárzás, esetleg rádióhullám. A műszereink képesek erre, a Sötét Anyag viszont ezen sugárzásfajták egyikével sem kerül kapcsolatba, minden hullámhosszon láthatatlan. Egy Sötét Anyagból épített szem soha nem lenne képes látni.

Annak ellenére, hogy rejtőzködik, Sötét Anyagból több van, mint láthatóból: becslések szerint a Világegyetemben található tömeg 85 százalékát nem látjuk.Szerepe nehezen becsülhető felül, újabb kutatások szerint az Univerzum jelenlegi szerkezete nem alakulhatott volna ki anélkül, hogy a Sötét Anyag biztosított volna valamiféle hálót, amelynek metszéspontjaiban a látható anyag összecsomósodhatott. Sötét anyag nélkül ez a közel 14 milliárd év nem lett volna elég ahhoz, hogy olyan összetett szerkezete legyen a Világegyetemnek, amilyet látunk magunk körül, azaz a Sötét Anyag szerkezete feltehetően idősebb, mint a látható Univerzumé.

Illusztráció a Sötét Anyag halójelenségről, amely körbeveszi a galaxisokat.

A gyanúsan hasonló elnevezés ellenére a Sötét Anyagot nem szabad összekeverni a fekete lyukakkal, amelyek nem átlátszóak, hanem valóban sötétek. Ezt annak köszönhetik, hogy gravitációs vonzásuk annyira erős, hogy magukat a fényrészecskéket, a fotonokat nem engedik ki magukból, így azok nem jutnak el a szemünkig. A Sötét Anyagon viszont minden nehézség nélkül haladnak át a fotonok, mintha nem lenne az útjukban semmi. Ennek ellenére a csillagászok feltételezték, hogy lehet közöttük kapcsolat, egy korábban népszerű elmélet szerint a Sötét Anyag mikroszkopikus fekete lyukakból állhat. Ez az elmélet viszont tavaly megdőlt, így még mindig nem tudjuk, hogy valójában miből is áll ez a láthatatlan anyag.

Krasznahorkay Attilák elmélete szolgál egy lehetséges magyarázattal, de további elméletek is versengenek egymással. Az egyik legnépszerűbb szerint a Sötét Anyag úgynevezett WIMP-ekből, azaz Gyengén Kölcsönható Nehéz Elemi Részecskékből áll. Ilyeneket soha nem figyeltek még meg, ezek olyan elméleti részecskék, amelyek leginkább a gravitációs kölcsönhatásban vesznek részt, a többiben csak elhanyagolható mértékben, tömegük pedig kifejezetten nagy. Ezeket a részecskéket használta kiindulópontnak egy kínai-amerikai kutatócsoport a Sötét Anyag lemodellezésére, hogy felfedezhessék, hogyan oszlik el ez a különös anyag a Világegyetemben.

A kozmikus hálónak is nevezett Sötét Anyag csomósodásai.

A Harvard és a Smithsonian közös Asztrofizikai Központjának kutatói azt találták, hogy a Sötét Anyag olyan, mintha megágyazna a galaxisoknak, de szerepe itt nem áll meg. Ez a kozmikus háló kisebb és nagyobb csomókból is áll, amelyek szinte megkülönböztethetetlenek egymástól, ha nem tudjuk épp, milyen nagyításban figyeljük azokat. Annak ellenére, hogy a kutatásban szuperszámítógépek modellezték a Sötét Anyagot, azaz nem történt fizikai megfigyelés, a kutatók magabiztosak, hogy közelebb kerültek a Kozmosz szerkezetének feltárásához.

Rájöttünk, hogy Sötét Anyag nélkül egyszerűen az Univerzum egyáltalán nem úgy nézne ki, ahogy. Nem lennének se galaxisok, se csillagok, ebből következően élet sem. A Sötét Anyag olyan, mint egy láthatatlan csontváz, ami összetartja a körülöttünk lévő látható Univerzumot.

nyilatkozta Sownak Bose, a kutatás egyik vezetője.

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük