Co je temná hmota a jak vědci chápali její existenci?

Odpovědět:

Stručná odpověď? Nemáme absolutně žádnou představu a galaxie se otáčí (cestou) příliš rychle, aby je jejich viditelná hmota mohla držet pohromadě.

Vysvětlení:

Můžeme se lépe zabývat těmito způsoby - za prvé, všimli jsme si, krátce poté, co jsme zjistili, že mnoho „mraků“ (mlhovin), které jsme si všimli na noční obloze, byly vlastně galaxie, které se točily. Toto bylo objeveno použitím Dopplerova efektu na spektroskopických obrazech galaxií, které ukázaly, že jedna strana galaxie se blíží k nám a opačná strana ustupuje.

Dosud tak šťastní, že se točí. Poté, když Fritz Zwicky v roce 1933 zkoumal shluk galaxií Coma, všiml si, že galaxie se otáčejí příliš rychle, aby viditelná hmota generovala dostatečnou sílu, aby je držely pohromadě. To bylo potvrzeno v roce 1970 Vera Rubin Cooper, konkrétně, že vnější okraj galaxií by se podle Newtonovské mechaniky měl otáčet mnohem pomaleji než centrum. To nebylo pozorováno, rotační křivky byly téměř „ploché“ ve vnějších oblastech galaxií.

cdms.phy.queensu.ca/Public_Docs/DM_Intro.html

To umožnilo dvě možnosti: (a) Newtonova teorie univerzální gravitace byla chybná (b) existovala obrovské množství „tmavé“ hmoty. Nikdo vážně nevěřil (a), takže jsme zůstali s hypotézou, že temná hmota „halo“ obklopuje každou galaxii.

Pro druhou část (vaši první) jsme hledali částice, které by mohly tvořit temnou hmotu velmi tvrdý (Nobelova cena téměř jistě čeká na objevitele), ale navzdory mnohaletým hvězdám hledání (jak ve vesmíru, tak v laboratořích fyziky částic) nebylo nalezeno nic, co by mohlo zapadnout do zákona.

Byly navrženy neutriny různých druhů, stejně jako exotická hmota, stabilní kvarkové seskupení, mrtvé hvězdy, černé díry atd. Martin Rees (v té době astronom Royal Royal) dokonce šel tak daleko, že naznačoval, že by to mohly být nepřečtené kopie Astrophysical Časopis! Opravdu nemáme tušení a nám to chybí. Mnoho.

Zdá se, že tento materiál převyšuje viditelnou hmotu faktorem asi 5: 1 napříč celým vesmírem a máte tolik myšlenek, kolik to je. Podle mého názoru je to skvělý čas studovat buď kosmologii nebo částicovou fyziku, protože doufám, že velké objevy jsou hned za rohem.