Погледнете галактика, какво виждате? Вероятно много звезди. И погребан сред тези звезди, ако погледнете достатъчно внимателно, може да откриете планети, черни дупки, бели джуджета, астероиди и всякакви разнообразни парченца. Обичайната галактическа среда.
Това, което не бихте виждали, е това, което е повечето от тази галактика наистина ли направен от. Не бихте виждали невидимото, скритото. Няма да видите по-голямата част от тази галактическа маса. Няма да видите тъмната материя.
Тъмни въпроси Най-много
Тъмната материя е хипотетична форма на материята и в тази хипотеза вие плувате в нея в момента. Доколкото можем да кажем, въз основа на десетилетия внимателни, щателни наблюдения на всичко - от движението на звездите в рамките на галактиките до движението на галактиките в клъстери до ранните моменти на големия взрив до растежа на структурата в цялата Вселена (т.е. , работихме много усилено по този въпрос), нашият космос не е това, което изглежда на повърхността.
Основният резултат: повечето сурови неща в нашата Вселена просто не взаимодействат със светлината. Обичайното му име е „тъмна материя“, но по-добро име може да бъде невидим значение. Не сме точно сигурни какво представлява (ние все още работим върху този бит), но тъмната материя изглежда е някаква микроскопична частица, която залива всяка галактика, като им пренася допълнителна маса. Тъй като тази тъмна материя не взаимодейства със светлината, тя не чувства нищо общо с електромагнитната сила, което означава, че тя просто преминава през нормална материя, без да забележи или да се грижи нито един бит.
Теглото на нищото
Колкото и мощна да е тази тъмна материя по отношение на обяснението на дълбоки и смущаващи проблеми на Вселената, тя има някои слабости. Най-вече, когато астрофизиците провеждат компютърни симулации на растежа на галактиките - проследявайки тяхното формиране и еволюция в течение на милиарди години, използвайки всички известни физики, които превръщат галактика в галактика - те откриват, че тъмната материя наистина има тенденция, наистина се струпват до неприлично високи плътности в центъра на тези галактики.
Това само по себе си е хубаво и страхотно предсказание, но не съвпада с наблюденията. Докато ние не можем директно да видим тъмната материя (не забравяйте: невидима), можем да видим нейното въздействие върху всичко останало, включително нормалната материя. Тъмната материя може да не играе електромагнитната игра, но все пак говори с гравитацията, защото гравитацията е супер приятелска и е в състояние да говори с всяка част от масата и енергията в цялата Вселена.
Така че, ако запълнете галактика с тъмна материя и тъмната материя има склонност да се струпва много в центъра, тогава ще има много тегло в центъра на галактиката, рисувайки в околния газ. Тъй като този газ се компресира върху сърцевината, той ще се свие и ще се срине, задействайки масивни събития на звездното образуване, изскачащи отпадъци от нови звезди.
С други думи, сърцевината на галактиките трябва да има купища молекулни купища газове и звезди. И въпреки че галактическите центрове наистина са много богати места, те не са че богат.
Изводът от това, че баналното предсказване за поведението на тъмната материя в галактическите ядра не е пълната история. Тъй като имаме толкова много други добри причини да смятаме, че тъмната материя е нещо, става въпросът: какво я изритва от сърцевината?
Разклащане на нещата
Дайте проблем с десет теоретични физики и те ще излязат с десетина решения. И в случай на „лекота“ на ядрата на тъмната материя, те успяха да излязат с всякакви забавни обяснения. Може би тъмната материя е по-екзотична, отколкото мислехме, способна леко да взаимодейства със себе си чрез нова пета сила на природата, изглаждайки се в сърцевината. Може би тъмната материя е просто малко естествено топла и енергична и трудно се трупа в центъра.
Колкото и готини да са тези възможности, може би обяснението е нещо по-светло. Тъмната материя може да повлияе на поведението на нормалната материя чрез гравитацията, а същото е вярно и в обратен ред. Макар и по същество по-малко обемисти от техните тъмни колеги, редовната материя на нашата Вселена може да дърпа и издърпва и разпространява всичко останало, дори и само мъничко.
Наскоро екип от астрономи проучи няколко популации от джудже галактики, където връзката между тъмната и нормалната материя най-лесно може да бъде проучена. Те използваха тези проби за търсене на всякакви връзки между образуването на звезди и централната плътност. В този сценарий, ако една галактика преживее много скорошно образуване на звезди, задействащи експлозивни свръхнови ветрове и други темпераментни изблици, тогава това ще изгони много нормална материя от ядрото, а гравитацията ще направи своето нещо и ще издърпа част от тъмната материя заедно с нормалните неща.
Проучването откри интригуващ резултат: галактиките джуджета с много новообразуване на звезди („последните“ са в рамките на последните шест милиарда години) имат по-плавна централна плътност, докато техните по-малко активни братя и сестри бяха много по-тромави в техните центрове, благоприятствайки тази хипотеза, че нормалната материя наистина може да повлияе на тъмното. Въпреки че това не решава напълно гатанката на природата на тъмната материя, това е съществена стъпка напред.
Прочетете още: „Тъмната материя се загрява в галактики джудже“
