Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

23.17: Темна матерія

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    56744

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Чи все пояснює наука?

    Є багато речей, які наука ще не розуміє. Є деякі речі, які наука може ніколи не зрозуміти. Наука займається речами, які знаходяться дуже далеко. Або дуже старий. Або які залишили мало слідів свого існування. Деякі з найскладніших тем для вивчення знаходяться в космології. Питання вікові: Що утворило Всесвіт? Якою буде доля Всесвіту? Це хвилюючі питання для роботи! Темна матерія і темна енергія - дві важливі для них теми.

    Темна матерія

    Ми бачимо багато об'єктів у просторі, які випромінюють світло. Ми бачимо інші об'єкти, які випромінюють інші види електромагнітного випромінювання. Справа, яку ми можемо побачити, міститься в зірках. Зірки містяться в галактиках. Вчені вважають, що зірки і галактики складають лише малу частину речовини у Всесвіті. Інша частина матерії називається темною матерією.

    Докази темної матерії

    Темна матерія не випромінює світло, тому ми не можемо її побачити. Ми знаємо, що він є, тому що він впливає на рух предметів навколо нього. Наприклад, астрономи вимірюють, як обертаються спіральні галактики. Зовнішні краї галактики обертаються з тією ж швидкістю, що і частини ближче до центру. Це можна пояснити лише в тому випадку, якщо в галактиці набагато більше матерії, ніж ми можемо бачити. Те, як світло згинається навколо дуже далекого надмасивного об'єкта, також обумовлений темною матерією (рисунок нижче).

    Темна матерія потрібна для пояснення лінзування навколо галактик

    Дуга навколо галактик в центрі цього зображення викликана гравітаційним лінзуванням. Для пояснення цього явища потрібно додавання гравітаційної тяги з темної матерії.

    Що таке темна матерія?

    Що таке темна матерія? Насправді, ми насправді не знаємо. Темна матерія може бути просто звичайною матерією, як і те, що становить Землю. Всесвіт може містити багато об'єктів, які не мають достатньої маси, щоб світитися самостійно. Там може бути просто багато чорних дір. Інша можливість полягає в тому, що Всесвіт містить багато матерії, яка відрізняється від усього, що ми знаємо. Якщо він не дуже взаємодіє зі звичайною матерією, це було б дуже важко або неможливо виявити безпосередньо.

    Більшість вчених, які вивчають темну матерію, вважають, що це поєднання. Звичайна матерія - це його частина. Вони думають, що це може бути змішано з якоюсь справою, яку ми ще не виявили. Більшість вчених думають, що звичайна матерія становить менше половини всієї матерії у Всесвіті.

    Темна енергія

    Ми знаємо, що Всесвіт розширюється. Астрономи задавалися питанням, чи розширюється він досить швидко, щоб уникнути тяжіння. Чи буде Всесвіт просто розширюватися назавжди? Якби вона не змогла уникнути тяги тяжіння, чи коли-небудь вона почне скорочуватися? Це означає, що в кінцевому підсумку буде стиснутий разом у великий хрускіт. Це протилежність Великому вибуху.

    Зараз у вчених може бути відповідь. Нещодавно астрономи виявили, що Всесвіт розширюється ще швидше, ніж раніше. Що спричиняє прискорення розширення? Одна з гіпотез полягає в тому, що у Всесвіті є енергія, яку ми не можемо побачити. Астрономи називають це темною енергією. Ми знаємо про темну енергію ще менше, ніж знаємо про темну матерію. Деякі вчені вважають, що темна енергія становить більше половини Всесвіту.

    KQED: Темна енергія

    Зустріньте одного з трьох лауреатів Нобелівської премії 2011 року з фізики, астрофізика лабораторії Лоуренса Берклі Саула Перлмуттера. Він пояснює, як темна енергія, яка може становити 70 відсотків Всесвіту, змушує наш Всесвіт розширюватися.

    Наукова п'ятниця: 4850 футів нижче: Полювання на темну матерію

    Чому лабораторія знаходиться на 4850 футів під поверхнею? Виявляється, глибина є необхідною складовою надзвичайно чутливого детектора під назвою Великий підземний ксеноновий експеримент. У цьому відео Science Friday кілька вчених пояснюють, як цей детектор допомагає фізикам шукати надзвичайно рідкісні частинки.

    Резюме

    • Темна матерія не випромінює електромагнітного випромінювання. З цієї причини астрономи не можуть його сприймати.
    • Темна матерія має гравітацію. Вплив його гравітації видно на рух прилеглих об'єктів.
    • Темна матерія може бути звичайною матерією, яка є темною. Вона може відрізнятися від звичайної матерії. Це може бути поєднання двох.
    • Ніхто не знає, чи існує темна енергія. Якщо це так, його може бути багато.

    Рецензія

    1. Чому вчені не бачать темну матерію?
    2. Які докази існують для існування темної матерії?
    3. Якою може бути темна матерія?
    4. Що таке темна енергія? Чи існує вона?

    Дізнатися більше

    Використовуйте ресурс нижче, щоб відповісти на наступні питання.

    1. Що таке темна матерія?
    2. Що, на думку вчених, робить темна матерія?
    3. Скільки Всесвіту складається з темної матерії?
    4. Як впливає темна матерія на Всесвіт?

    Посилання

    Зображення Довідка Атрибуції

    [Рисунок 1]

    		 Ліцензія: CC BY-NC

    [Рисунок 2]

    		 Кредит: люб'язно надано NASA, Н. Бенітес (JHU), Т. Бродхерст (Інститут фізики/Єврейський університет), Х. Форд (JHU), М. Клемпін (StSci), Г. Хартіг (STSci), Г. Іллінгворт (UCO/Lick обсерваторія), Наукова група ACS та ESA ;( a) люб'язно НАСА; (б) люб'язно надано NASA, J. (У. Манітоба), С.Хунсбергер, С.Зонак, Дж. Чарлтон, С.Галлахер (ПГУ), і Л.Фраттаре (STSci)
    Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gravitationell-lins-4.jpg; (a) quest.arc.nasa.gov/hst/about/edwin.html; (b) http://hubblesite.org/newscenter/arc...02/22/image/a/
    Ліцензія: суспільне надбання