Към днешна дата учените не са успели еднозначно да докажат съществуването на "тъмна материя", която уж се състои от по-голямата част от нашата Вселена.
„Тъмната материя“, която заобикаля галактики в цялата Вселена, е невидима, защото не отразява светлината. Присъствието му може да бъде забелязано само от гравитационния ефект, който има върху планетите и звездите.
Въпреки експеримент от 2 милиарда долара, извършен на Международната космическа станция и показващ признаци за съществуването на "тъмна материя", тя никога не е била пряко наблюдавана.
Дупки в небето
Първата индикация, че нещо не е наред с изчисляването на масата на Вселената, се появи в средата на 30-те години на XX век. Швейцарският астроном Фриц Цвики измерва скоростта, с която галактиките в комарския струп (и това е един от най-големите клъстери, известни за нас, включва хиляди галактики), обикаляйки около орбитален център.
Резултатът беше обезкуражаващ: скоростите на галактиките се оказаха много по-високи, отколкото биха могли да се очакват въз основа на наблюдаваната обща маса на клъстера. Това означаваше, че истинската маса на комаския куп е много по-голяма от видимата. Но основното количество материя, присъстващо в тази област на Вселената, по някаква причина остава невидимо и недостъпно за директно наблюдение, проявявайки се само гравитационно, тоест само като маса.
40 години след работата на Цвики, през 70-те години, американският астроном Вера Рубин изучава скоростта на въртене около галактическия център на материята, разположен в периферията на галактиките. Измерванията показаха, че за много галактики тази скорост остава почти постоянна на много значително разстояние от центъра.
Промоционално видео:
Тези резултати могат да се тълкуват само по един начин: плътността на материята в такива галактики не намалява при движение от центъра, а остава почти непроменена. Тъй като плътността на видимата материя (съдържаща се в звезди и междузвезден газ) бързо спада към периферията на галактиката, липсващата плътност трябва да бъде осигурена от нещо, което по някаква причина не можем да видим.
Галактически парадокс
За количествено обяснение на наблюдаваните зависимости на скоростта на въртене от разстоянието до центъра на галактиките е необходимо това невидимо "нещо" да бъде около 10 пъти по-голямо от обичайната видима материя. Това „нещо“беше наречено „тъмна материя“и все още остава най-интригуващата загадка в астрофизиката.
Друго важно доказателство за наличието на "тъмна материя" в нашия свят идва от изчисления, симулиращи образуването на галактики, започнали около 300 хиляди години след началото на Големия взрив. Материята просто не би трябвало да се събира в галактики, които обаче наблюдаваме в съвременната епоха. Този проблем беше наречен галактически парадокс и дълго време се смяташе за сериозен аргумент срещу теорията за Големия взрив.
Ако обаче приемем, че частиците на обикновената материя в ранната Вселена са били смесени с частици от невидима "тъмна материя", то при изчисленията всичко става на мястото си.
Оказва се, че познатият и на пръв поглед изучен към детайлите на видимия свят, който наскоро считахме за почти разбран, е само малко допълнение към нещо, от което всъщност се състои Вселената.
Огледален свят
През 1995 г. телескопът Хъбъл забеляза, че една от звездите на Големия Магеланов облак пламва по-ярко. Това сияние продължи повече от три месеца, но след това звездата се върна в естественото си състояние. И шест години по-късно до звездата се появи едва светещ предмет. Беше студено джудже, което, минавайки на 600 светлинни години от звездата, създаде гравитационна леща, която усилва светлината. Изчисленията показват, че масата на това джудже е само 5-10% от масата на Слънцето.
И накрая, общата теория на относителността недвусмислено свързва скоростта на разширяване на Вселената със средната плътност на съдържащата се в нея материя. Ако в действителност плътността на Вселената е точно равна на критичната, това не може да е случайно съвпадение, а е следствие от някакво основно свойство на нашия свят, което все още предстои да бъде разбрано и проумено.
Новата теория обаче гласи, че "тъмната материя" може да съдържа "огледален свят", който може да промени нашето разбиране за Вселената.
Телескопът Планк събра данни за времената, последвали Големия взрив преди 13,8 милиарда години, показвайки, че някаква загадъчна материя представлява 26,8 процента от материята във Вселената - повече, отколкото се смяташе досега.
Обикновената материя - галактики и планети, които можем директно да наблюдаваме, е само около 4,9 процента. А всичко останало е още по-загадъчна „тъмна енергия“, която според учените е отговорна за разширяването на Вселената.
Ново явление
Тази година международен екип от изследователи обяви, че детектор на космически лъчи на борда на МКС е открил първия признак за съществуването на "тъмна материя".
Тези резултати дойдоха, когато Алфа магнитният спектрометър (AMS), пуснат в космоса преди две години, откри признаци на ново физическо явление, което може да бъде странно и неизвестно до момента.
Заключенията на учените се основават на наблюдавания излишък на позитрони - положително заредени субатомни частици. Откритият взрив на позитрони би могъл да бъде създаден чрез умиране на "тъмна материя" - вещество, толкова централно за нашата Вселена, че определя подредбата на звезди и планети.
Крайното решение на мистерията на появата на мистериозна материя може да отвори напълно нови области на изследване за нас, включително възможността за съществуването на множество вселени и други измерения.