3320 25. 9. 2015.
Питам се, питам...
Звездани отисак прста
...Да ли тамна материја стварно постоји или је то само теорија?
Галактичко јато ''метак'' (Bullet Cluster, 1E 0657-56)
Тамна материја не одашиље инфрацрвено ни ултраљубичасто зрачење, не отпушта гама, рендгенске зраке нити радио-таласе. Она је заиста „тамна”, односно баш оно што њено име каже: материја (или маса) у васиони коју не можемо непосредно да опазимо помоћу било које врсте телескопа. А наши телескопи, поред видљиве светлости (састављене од спектра боја које очи могу да опазе), хватају и друге врсте електромагнетних таласа – укључујући невидљиво зрачење. Космолози верују да можемо да видимо само око десет одсто материје у васиони. А, док не буду у стању да израчунају њену тачну масу, неће моћи да предвиде ни судбину васионе, то јест, да ли ће наставити да се шири у бесконачност или ће ширење престати у неком тренутку у будућности – а она почети да се скупља до коначног урушавања у саму себе.
Како, онда, можемо да тврдимо да тамна материја постоји? Доказ је добијен посредно! Путем гравитације, којом делује на светлу материју васионе (ону коју можемо да опазимо телескопима), тамна материја нам открива своје присуство. Најочигледнији пример је кружење (обртање) галаксија око свог средишта, односно звезда које улазе у њихов састав.
Да би изучавали галактичку ротацију, астрономи посматрају такозване емисионе спектре звезда у свим деловима галаксије. Кад се светлост, потекла са звезде, посматра кроз дифракциону решетку или призму, она се разлаже на саставне боје на сличан начин као што се обична светлост појављује у виду дуге боја која је позната под именом видљиви спектар. Стварне боје, из којих се састоји светлост звезда, раздвајају се на низ светлих и тамних линија у видљивом спектру, а свака линија одговара одређеној таласној дужини светлости. Ове таласне дужине особене су за хемијске елементе од којих је звезда изграђена. Зато могу да се искористе као својеврстан „отисак прста” звезда који омогућава да се одреди њихов састав, природа.
Док кружи око средишта галаксије, звезда се удаљава или приближава Земљи. Због тога ће доћи до Доплеровог помака њене светлости. Односно, до померања таласне дужине спектралних линија – у поређењу са случајем кад се звезда не креће, односно њена удаљеност од Земље остаје непромењена. Ако се звезда удаљава, спектралне линије биће померене ка већим вредностима – ка црвеном крају видљивог спектра. Овакав Доплеров помак зове се црвени помак (red shift). Кад се звезда креће према нама, односно приближава нам се, спектралне линије њене светлости биће померене према плавом крају видљивог спектра – имаћемо плави помак (blue shift). Мерећи помаке таласних дужина, можемо да израчунамо тачну брзину сваке звезде у галаксији. Кад се галаксија обрће, светлост са звезда, на оној страни која се креће према нама, имаће плави помак, а на супротној, црвени. На тај начин можемо да утврдимо у ком смеру и којом брзином свака звезда кружи око средишта галаксије.
Звезде круже због јаке гравитације. Јасно је да брзина кружења зависи од распореда масе у галаксији. Графикон који приказује зависност (орбиталних) брзина звезда од њихове удаљености од средишта галаксије, назван је ротациона крива. Добија се кад се у обзир узме целокупна маса видљиве материје галаксије (звезда, гасова и прашине) и на звезде примени добро познати Њутнов закон гравитације. Укратко – брзина звезда требало би да опада што су оне даље од средишта галаксије.
Међутим, астрономи су уочили да измерене брзине кружења звезда у галаксијама не опадају с растојањем онако како предвиђају ротационе криве. Најприхватљивији начин да се ово одступање објасни јесте да у галаксијама постоји велика количина материје коју не можемо да видимо – тамна материја и њена гравитација. Ипак, постојала је и друга, мање прихваћена теорија, која је ову појаву покушала да објасни без тамне материје. Укратко, Њутнов закон је мањкав, другачији на великим удаљеностима него на мањим. Она је побијена 2006. године, кад је добијен до сада најбољи доказ да тамна материја постоји – посматрањем галактичког јата названог „метак” (Bullet Cluster, 1Е 0657–56).
Заправо, ради се о судару два јата, при коме мање галактичко јато попут метка пролећа кроз веће. Судар није утицао на њихове звезде, јер су оне сувише раштркане. Али јесте на њихове међузвездане гасове, који су при судару одаслали рендгенско зрачење (ружичасти део на слици). Тамна материја (плаво), открила је своје присуство јаким изобличењем светлости звезда у позадини (гравитационо сочиво). Толико јаким да никаква теорија која не узима у обзир њено постојање – није могла да га објасни. Ипак, коначан доказ имаћемо тек онда када буду откривене честице од којих је тамна материја сачињена. А то неће нити нимало лако.
- Пријавите се или се региструјте да бисте слали коментаре
