Czytaj więcej"/> Drukuj
Ciemna materia to materia, której istnienie nie zostało potwierdzone eksperymentalnie na Ziemi ani poprzez bezpośrednie obserwacje, a która według astronomów wypełnia wolną przestrzeń międzygwiazdową i międzygalaktyczną i stanowi znakomitą większość gęstości Wszechświata. Nie świeci ona tak, jak gwiazdy, stąd trudności w jej zbadaniu i stąd również nazwa ciemna. Jej istnienie zostało zaproponowane, aby wytłumaczyć niektóre zjawiska występujące we Wszechświecie.
Ciemna materia występuje prawdopodobnie wokół każdego skupiska jasnej materii.
W latach 1970 i 1980 liczne obserwacje (zwłaszcza krzywych rotacji galaktyk) pokazały, że ilość (gęstość) obserwowanej materii we wszechświecie jest niewystarczająca, aby wytłumaczyć istniejące siły grawitacji w glakatykach jak i pomiędzy nimi. Uważa się, że wokół każdej galaktyki znajduje się halo o średnicy kilkunastokrotnie większej od średnicy galaktyki zbudowane z ciemnej materii. Tłumaczyłoby to stabilność dysków galaktyk spiralnych oraz ruch ich zewnętrznych gwiazd.
To doprowadziło do idei, iż 90% materii we wszechświecie jest niebarionową ciemną materią. W dodatku założenia, że wszechświat złożony jest jedynie z materii barionowej prowadziło do sprzeczności z obserwacjami. Początkowo termin materia ciemna był wyjątkowo kontrowersyjny, obecnie jest szeroko akceptowanym pojęciem w kosmologii. Jak dotąd cząsteczki ciemnej materii odkryte zostały jedynie poprzez ich wpływ grawitacyjny i nie były obserwowane w laboratoriach. Należy jednak zauważyć, iż fizycy mają już kilku kandydatów na te cząstki. W przygotowaniu są także eksperymenty mające za zadanie wykrycie tego jakże obfitego składnika wszechświata.
Obecnie przyjmuje się, że ilość ciemnej materii we Wszechświecie jest ok. 4-5 razy większa od ilości materii jasnej. Zgadzało by się to z przewidywaniami teorii inflacyjnej powstania Wszechświata. Trwają próby zbadania możliwego składu cząsteczkowego ciemnej materii. Według niektórych naukowców mogą ją stanowić neutrina tau.
Mimo że jej istnienie nie zostało udowodnione bezpośrednio, wielu naukowców nie kwestionuje jej istnienia. Rozpatruje się jednak inne przyczyny zjawisk, dla których wyjaśnienia roboczo wprowadzono pojęcie ciemniej materii. Np. izraelski fizyk Mordehai Milgrom zapronował modyfikację dynamiki newtonowskiej (MOND). W jego dynamice prawo, mówiące że siła jest wprost proporcjonalna do masy i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości ulega modyfikacji, w przypadku, gdy oddziaływanie jest bardzo słabe. Zmodyfikowane równanie Newtona ma postać
 \[m \vec{a}\mu(\frac{a}{a_0})=\vec{F} \]
gdzie μ(x) jest funkcja taką, że
 \[\mu(x) \sim 1 , x << 1 \] i
 \[\mu(x) \sim x , x>>1 \]
a0 jest stałą o wymiarze przyspieszenia, a0 ~ 10-8 cm/s2. Według tej teorii siła grawitacji na większe odległości byłaby większa niż się obecnie przypuszcza, a to tłumaczyłoby stabilność dysków galaktyk spiralnych. Idea zmodyfikowanej teorii grawitacji dobrze tłumaczy krzywe rotacji galaktyk i nie wymaga potrzeby realnego istnienia ciemnej materii. Jednakże, nie istnieje relatywistycznej wersja MOND'a, więc nie wiemy co byłoby model kosmologiczny według MOND.
Materiał wydrukowany z portalu zgapa.pl dnia 2021-01-16 10:08:18