Sötét anyag
A sötét anyag egy olyan anyagtípus, amelyről úgy gondolják, hogy a világegyetem tömegének nagy részét adja.
Az ötlet akkor merült fel, amikor a csillagászok megállapították, hogy a nagy csillagászati objektumok tömege és gravitációs hatása sokkal nagyobb, mint a csillagokat, gázt és port tartalmazó "fényes anyag" tömege.
A sötét anyagot először Jan Oort javasolta 1932-ben, mint a Tejútrendszerben lévő csillagok forgási sebességének okát. Fritz Zwicky 1933-ban a sötét anyaggal magyarázta a halmazokban lévő galaxisok forgási sebességeinek "hiányzó tömegét". Később számos más megfigyelés is arra utalt, hogy a világegyetemben sötét anyag van. A galaxisok forgási sebessége, a háttérobjektumok gravitációs lencsézése, a forró gáz hőmérsékleti eloszlása a galaxisokban és galaxishalmazokban: ezek azok a példák, amelyek miatt a tudósok hisznek a sötét anyagban.
A Planck-misszió kutatócsoportja szerint a kozmológia standard modellje alapján az ismert világegyetem teljes tömeg-energiája 4,9% közönséges anyagot, 26,8% sötét anyagot és 68,3% sötét energiát tartalmaz. Így a sötét anyag a becslések szerint az univerzum teljes anyagának 84,5%-át teszi ki, míg a sötét energia és a sötét anyag együttesen az univerzum teljes "anyagának" 95,1%-át.
Mivel a sötét anyag látszólag nem bocsát ki vagy ver vissza fényt, röntgensugárzást vagy bármilyen más sugárzást, a normál anyag (mint a forró gáz, a csillagok, a bolygók és mi) megtalálására használt műszerek nem képesek megtalálni a sötét anyagot. Úgy tűnik, hogy a sötét anyag nem ugyanabból az anyagból áll, mint az, amit a Földön nap mint nap látunk. Az egyetlen módja annak, hogy megmondjuk, hogy van-e sötét anyag, az, hogy hogyan hat az általunk "látható" dolgokra a gravitáció segítségével.
2006-ban tudósok egy csoportja azt állította, hogy megtalálták a sötét anyag megtalálásának módját. Mivel a sötét anyag állítólag nagyon különbözik a normál anyagtól, ezért várhatóan másképp is viselkedik. A tudósok két távoli galaxishalmazt figyeltek meg, amelyek nagy sebességgel ütköztek egymásba: a normál anyag az ütközés után szétszóródott volna a közelben, míg a sötét anyag nem. A gravitáció mérésével sikerült kimutatniuk, hogy két sötét anyagfelhőnek tűnő felhőt észleltek, amelyek között egy normál anyagból (forró gázból) álló felhő volt.
A sötét anyag láthatatlan. A gravitációs lencsehatás hatására ugyanarról a galaxisról több kép is keletkezik. Ennek magyarázatára a sötét anyag gyűrűjét javasolták. A galaxishalmaz (CL0024+17) ezen a képén a sötét anyag kék színnel látható.
Kapcsolódó oldalak
- Sötét energia
- Az Univerzum tágulása
- Természet idővonal
Kérdések és válaszok
K: Mi az a sötét anyag?
V: A sötét anyag egy olyan anyagtípus, amelyről úgy gondolják, hogy az univerzum tömegének nagy részéért felelős. Először Jan Oort 1932-ben, majd Fritz Zwicky 1933-ban vetette fel a csillagok, illetve a galaxisok forgási sebességének magyarázataként.
K: Hogyan vélekednek a tudósok a sötét anyag létezéséről?
V: A tudósok a sötét anyag létezéséről olyan megfigyelések alapján vélekednek, mint a galaxisok forgási sebessége, a háttérobjektumok gravitációs lencsézése, valamint a forró gáz hőmérséklet-eloszlása a galaxisokban és galaxishalmazokban.
K: A sötét anyag hány százalékot tesz ki a világegyetemben?
V: A Planck-misszió kutatócsoportjának becslései szerint a sötét anyag a világegyetem teljes anyagának 84,5%-át teszi ki, míg a sötét energia és a sötét anyag a világegyetem teljes "anyagának" 95,1%-át.
K: Hogyan tudjuk kimutatni a sötét anyagot?
V: Mivel a sötét anyag látszólag nem bocsát ki vagy ver vissza fényt, röntgensugárzást vagy bármilyen más sugárzást, nem lehet kimutatni a normál anyag, például forró gáz, csillagok, bolygók stb. kimutatására használt műszerekkel. Az egyetlen módja annak, hogy megmondjuk, hogy van-e, az az, hogy a gravitáció segítségével hogyan hat az általunk "látható" dolgokra.
K: Mit állított tudósok egy csoportja, hogy 2006-ban megtalálták a módját annak, hogy észleljék?
V: 2006-ban tudósok egy csoportja azt állította, hogy megtalálták a sötét anyag kimutatásának módját két távoli galaxishalmaz megfigyelésével, amelyek nagy sebességgel ütköztek egymásba - a normál anyag az ütközés után szétszóródott volna a közelben, míg a sötét anyag nem; így lehetővé vált számukra a gravitáció mérése és két sötét anyagfelhőnek látszó anyag észlelése, amelyek között egy normál anyagfelhő (forró gáz) volt.
K: Milyen példák utalnak arra, hogy a világegyetemünkben sötét anyag van jelen?
V: A sötét anyag jelenlétére utaló példák közé tartoznak az olyan megfigyelések, mint a galaxisok forgási sebessége, a gravitációs lencseháttér objektumok és a galaxisokban és halmazokban található forró gázok hőmérséklet-eloszlása.
