Wszyscy o tym słyszeliśmy ciemna materia - tajemnicze „kosmetyki” kosmosu które do tej pory nie zostały wykryte bezpośrednio, ale można je wywnioskować jego grawitacyjny wpływ na materię „normalną” (którą naukowcy nazywają „barytonem”). Astronomowie wiedzą, że jest to ważne i odgrywa pewną rolę, ale jaka jest ta rola?
W naszym wszechświecie ciemna materia przeważa nad materią normalną - codzienne rzeczy, które widzimy wokół nas sześciokrotnie. Efekt grawitacyjny całej materii utrzymuje galaktyki i gromady galaktyk. Każda galaktyka otoczona jest aureolą ciemnej materii, która waży tyle, ile trylionów słońc i rozciąga się na setki tysięcy lat świetlnych.
Największe pytanie o ciemną materię brzmi: z czego jest zrobiona? Czy to tak zwana „gorąca” ciemna materia? Lub „zimna” ciemna materia? Astronomowie wciąż próbują to rozgryźć. Ciemnej materii nie można zobaczyć, poczuć, posmakować, powąchać ani zobrazować. Można go jednak wykryć przez jego wpływ na inny materiał we wszechświecie. Obejmuje to siłę przyciągania grawitacyjnego. Ale istnieją inne aspekty ciemnej materii, niż naukowcy wciąż odkrywają i wyjaśniają. Gdy tylko dowiedzą się, co to właściwie jest, czyli z jakich cząstek jest zrobiony, będą mogli go lepiej scharakteryzować. To tylko kwestia czasu, zanim to się stanie.
Galaktyki, ciemna materia i czarne dziury
Astronomowie wiedzą pewne rzeczy o galaktykach: mają gwiazdy, planety, mgławice, czarne dziury i dużo ciemnej materii. Każda ogromna galaktyka ma czarna dziura w jego centrum. Im większa galaktyka, tym większa jest czarna dziura. Ale w jaki sposób są one powiązane? W końcu czarna dziura jest miliony razy mniejsza i mniej masywna niż jej macierzysta galaktyka. Astronomowie badają zbiory gwiazd w kształcie piłki nożnej zwane galaktykami eliptycznymi, aby zrozumieć związek między galaktyką i czarną dziurą. Okazuje się, że niewidzialna ręka ciemnej materii w jakiś sposób wpływa na wzrost czarnej dziury i powstawanie galaktyk. Istnienie tej materii, której nie widzimy ani nie dotykamy, po raz pierwszy postulował astronom Fritz Zwicky na początku XX wieku, a następnie obserwował ją i weryfikował zespół obserwatorów kierowany przez astronom Vera Rubin.
Galaktyki eliptyczne to z grubsza jajowate kolekcje gwiazd z czarnymi dziurami w sercu. Naukowcy wykorzystali ruchy gwiazd jako sposób ważenia centralnych czarnych dziur galaktyk. Pomiary rentgenowskie gorącego gazu otaczającego galaktyki pomogły zważyć halo ciemnej materii. Okazuje się, że im więcej ciemnej materii ma galaktyka, tym więcej gorącego gazu może zatrzymać. Zatem w galaktyce z dużą otoczką „halo” ciemnej materii związek między nimi jest silniejszy niż między czarną dziurą a gwiazdami galaktyki.
To powiązanie prawdopodobnie wiąże się ze wzrostem galaktyk eliptycznych. Tworzą kiedy mniejsze galaktyki łączą się, a gwiazdy i ciemna materia mieszają się i mieszają. Ponieważ ciemna materia przeważa nad wszystkim innym, formuje nowo utworzoną galaktykę eliptyczną i kieruje wzrostem centralnej czarnej dziury. Fuzja tworzy plan grawitacyjny, który podążą galaktyka, gwiazdy i czarna dziura, aby się zbudować.
Ciemna materia i inne galaktyki
Astronomowie mocno podejrzewają, że ciemna materia wpływa również na wzrost innych rodzajów galaktyk. Ostatnie teoretyczne badania ciemnej materii i jej wpływu na obiekty w galaktyce wskazują, że sama Ziemia, a może nawet jej życie podporami, zostały w jakiś sposób dotknięte ciemną materią, gdy nasze Słońce i planety podróżowały przez galaktykę przez setki milionów lat
Dysk galaktyczny - region galaktyka Drogi Mlecznej gdzie mieszka nasz Układ Słoneczny - jest pełen gwiazd i chmur gazu i pyłu, a także koncentracji nieuchwytnej ciemnej materii - małych cząstek subatomowych, które można wykryć jedynie na podstawie ich grawitacji efekty. Gdy Ziemia (i prawdopodobnie układy planetarne wokół innych gwiazd) podróżują przez dysk, ciemna materia nagromadzenie zakłóca orbity odległych komet, wysyłając je na kurs kolizyjny planety.
Ciemna materia i nasza planeta
Wydaje się również, że ciemna materia najwyraźniej może gromadzić się w jądrze Ziemi. W końcu cząstki ciemnej materii anihilują się nawzajem, wytwarzając znaczne ciepło. Ciepło wytworzone przez anihilację ciemnej materii w jądrze Ziemi może wywoływać takie zdarzenia, jak wulkan erupcje, budowanie gór, odwrócenie pola magnetycznego i zmiany w poziomie morza, które również pokazują szczyty co 30 milion lat.
Wydaje się, że ciemna materia ma wiele do zaoferowania we wszechświecie. To niezwykle skuteczny materiał, nawet jeśli jeszcze go nie widziano. Wszędzie widać jej niewidzialną rękę.