Tamnu materiju ne može vidjeti ili otkriti nijedan od naših instrumenata pa kako znati da ona stvarno postoji?
Zamislite da je Svemir pita, i namjeravali ste ga narezati na ukusne porcije koje odgovaraju onim proporcijama. Najveći dio pite, 68%, otišao bi tamnoj energiji, ta tajanstvena sila koja ubrzava širenje Svemira. 27% bi prešlo u tamnu materiju, tajanstvenu materiju koja okružuje galaksije i samo djeluje putem gravitacije. Samo 5% ove pite odlazi u uobičajenu normalnu materiju, od čega se stvaraju zvijezde, planete, plin, prašina i ljudi.
Tamna materija dobila je ovo ime jer naizgled ne djeluje na bilo koji način s redovitom materijom. Ne sudara se s njim niti od njega upija energiju. Ne možemo ga vidjeti ili otkriti s bilo kojim od naših instrumenata. Znamo samo da je tamo jer možemo vidjeti učinak njene gravitacije.
Pa, možda ćete reći, ako ne znamo što je ta stvar i ne možemo je otkriti. Kako znamo da je zapravo tamo? Zar to vjerojatno nije tamo, poput zmajeva? Kako znamo da tamna materija zapravo postoji, kada nemamo pojma što je to zapravo?
Oh, tamo je U stvari, gotovo sve što znamo je da postoji. Tamnu materiju prvi je put teoretizirao 1930-ih Fritz Zwicky kako bi se utjecalo na kretanje klastera galaksije, ali moderne proračune Vera Rubin je napravila u 1960-ima i 70-ima. Izračunala je da se galaksije vrte brže nego što bi trebale. Toliko brzo da bi se trebali razdvojiti poput djece koja izbacuju veselje.
Rubin je zamislio da je svaka galaksija zaglavljena u ogromnom oreolu tamne materije koji je opskrbljivao gravitacijom da bi galaksiju držao zajedno. Ali nije bilo načina da se stvar zapravo otkrije, pa su astronomi predložili druge modele. Možda gravitacija ne djeluje onako kako mi mislimo na ogromnim daljinama.
Ali u posljednjih nekoliko godina, astronomi su postajali sve bolji i bolji u otkrivanju tamne materije, čisto iako je utjecaj njene gravitacije na put koji svjetlost vodi dok prelazi Svemir. Dok svjetlost putuje kroz područje tamne materije, put joj se izobličava gravitacijom. Umjesto da ide ravno, svjetlost se savija naprijed i natrag, ovisno o tome kroz koliko tamne materije prolazi.
A evo i zadivljujućeg dijela. Astronomi tada mogu preslikati područja tamne materije na nebu samo gledajući izobličenja u svjetlu, a zatim radeći unazad kako bi shvatili koliko bi tamna tvar koja intervenira trebala biti tamo da bi je uzrokovala.
Te su tehnike postale toliko sofisticirane da su astronomi otkrili neobične situacije u kojima su se galaksije i njihova tamna tvar odstranile jedna od druge. Ili galaksije tamne materije koje nemaju dovoljno plina za formiranje zvijezda. Oni su samo divovske mrlje tamne materije. Astronomi čak koriste tamnu tvar kao gravitacijske leće za proučavanje udaljenijih objekata. Nemaju pojma što je tamna tvar, ali još uvijek je mogu koristiti kao teleskop.
Nikada nisu uhvatili čestice tamne materije i nisu ih proučavali u laboratoriju. Jedan od sljedećih zadataka Velikog hadronskog sudara bit će pokušati i generirati čestice koje odgovaraju karakteristikama tamne materije kao što ih razumijemo. Čak i ako LHC zapravo ne stvara tamnu materiju, to će pomoći suziti trenutne teorije, nadam se pomažući fizičarima da se usredotoče na pravu prirodu ove misterije.
Ovako funkcionira znanost. Netko primijeti nešto neobično, a onda ljudi predlažu teorije da to objasne. Teorija koja najbolje odgovara stvarnosti smatra se točnom. Živimo u modernom svijetu u kojem je već stotinama godina dokazano toliko znanstvenih teorija: klice, gravitacija, evolucija itd. Ali s tamnom materijom živite ste u vrijeme kad je ovo misterija. I ako budemo imali sreće, vidjet ćemo da se to riješi u našem životnom vijeku. Ili možda nema mračne materije, a mi ćemo naučiti nešto potpuno novo o našem Univerzumu. Znanost, sve je na vama.
Što mislite, što je tamna materija? Javite nam u komentarima u nastavku.
Podcast (zvuk): Preuzimanje (Trajanje: 4:46 - 4.4MB)
Pretplatite se: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): Preuzimanje (Trajanje: 5:09 - 60,1 MB)
Pretplatite se: Apple Podcasts | Android | RSS
