Помислете за всичко, което съществува във Вселената. Гигантски космически пещи като нашето Слънце. Газови гиганти, до които нашата планета ще бъде само джудже. Редове астероиди се движат през празно пространство. Далечни звезди на хиляди светлинни години. Всичко това е по-малко от 5% от масата на Вселената. Къде е останалото? Това все още е загадка. Нашата гигантска вселена би могла да се образува с частици от тъмна материя, които дори не сме имали възможност да наблюдаваме. Учените се опитват да докажат съществуването си, а с тях и съществуването на "тъмни звезди".
Има един елемент, който може да съставлява до 25% от Вселената. Не можем да го усетим или видим. Не взаимодейства със светлината. Той дори не се състои от градивни елементи, с които сме свикнали - електрони и протони вътре в атомите, които съставляват цялата материя.
Това е "тъмна материя" и учените се опитват да разберат какво представлява от десетилетия. Теоретичната астрофизика Катрин Фрийз е една от тези, които ловуват тези мистериозни тухли от живота. Преди 30 години нейната теория за невидимо лепило, която помогна за оформянето на Вселената, доведе до изграждането на подземни ускорители за частици по цялата земя, като машините в ЦЕРН. Какво търсят? Тези частици се наричат wimps (WIMPs) и според Freese звездите, направени от този призрачен материал, биха могли да помогнат на Космоса да се формира преди милиарди години.
Wimps (слабо взаимодействащи масивни частици) са големи частици, които не взаимодействат с електромагнитните сили. Това ги прави „тъмни“- те не могат да бъдат наблюдавани с помощта на електромагнитните сензори, които хората са използвали за изследване на Вселената през последните сто години.
Но благодарение на теорията за свръхсиметрията - която предполага, че всяка известна частица има еквивалент на „антиматерия“- в настоящия ни атлас на частици има празнина и WIMPS може да запълни тази празнина перфектно. Те са навсякъде, но не оставят следи, защото не са склонни да взаимодействат с обикновените частици около тях.
„Е, ако вземем всички предмети в ежедневието си - вашето тяло, столът, на който седи, въздухът, който диша, стените около нас, добавете планетите, добавете звездите - всичко това е направено от атоми, които разбираме, но цялата тази атомна материя съставлява само 5% от нашата Вселена - пет процента! Следователно има още 95%, които трябва да разберем. И тук идва тъмната материя и тъмната енергия. Когато преминават през вас - милиарди частици всяка секунда - вие не го забелязвате, защото слабото взаимодействие наистина е слабо, нищо не се случва."
Промоционално видео:
Как да намерите това, което няма начин да видите?
„Добра аналогия за тъмната материя е вятърът. Не го виждаме, той е невидим и въпреки това сме сигурни, че съществува, защото листата шушукат. Същият е случаят с тъмната материя. Виждаме, че тя дърпа нещата заедно … това е материя, което означава, че усеща гравитация. Тя се сгушва и дърпа нещата заедно. Знаем, че съществува поради тази причина, но не знаем от какво се състои."
Ако wimps съществуват - и Freese е сигурен, че го правят - те би трябвало да се появят малко след Големия взрив.
Фрийз изследва тази теория с колегите астрофизици Паоло Гондоло от Университета в Юта и Дъг Сполиар от Университета в Стокхолм в Швеция. Те потърсиха първите „тъмни звезди“, образували се в първите дни на Вселената.
Въпреки името си, тези древни звезди са били ослепителни - те са живели на унищожаването на тъмната материя. А някои от тях можеха да живеят в отдалечените кътчета на Вселената, сияйно сияещи.
"Тъмните звезди започнаха със същите маси като Слънцето, но можеха да станат все по-големи и по-големи, докато не станат маса от милиони слънца и милиарди пъти по-ярки."
„Следващият голям телескоп, космическият телескоп Джеймс Уеб, продължение на известния космически телескоп Хъбъл, ще може да открие тъмни звезди. Правейки това, ние не само ще намерим напълно нов тип звезди, което вече е изненадващо само по себе си, но и ще докажем, че те живеят извън WIMP. Така проблемът ще се реши сам “.
И това би могло да изписва края на едно от най-трудните предизвикателства в съвременната наука. Учените се опитват да решат проблема с тъмната материя още от 30-те години, но намеци за нейното съществуване се появяват много преди това.
„Когато хората изучаваха движението на слънцето и планетите около тях, те разбраха, че централните планети се движат доста бързо, но колкото по-далеч от центъра, толкова по-бавно е движението“, казва Freese.
"Така че те мислеха. Добре, това са законите на Нютон. Ние ги познаваме. Това са законите на природата. Нека да разгледаме по-големи структури - галактики и галактически клъстери."
„Но това не са открили: те откриха, че докато се движите от центъра на галактиката, всичко се движи със същата скорост. Беше доста странно “.
Фрийз вярва, че звездите и планетите, които виждаме на нощното небе, са кулминацията на дълга верига от реакции, започнала с тези слабо взаимодействащи частици. И казва, че без частици от тъмна материя вселената не би могла да стане това, което е. "Структурите, в които живеем, галактиките и галактическите клъстери, не биха могли да се образуват, ако тъмната материя не беше образувала космическата мрежа, в която живеем."
„Тоест, първо тъмната материя се събра, а след това обикновените атоми, неутрони и протони и т.н., заедно с тъмната материя образуваха протогалаксии, което доведе до появата на галактики, планети и звезди. Но за да започнем да формираме тази структура, е необходима тъмна материя."
ИЛЯ КХЕЛ
