Wat is donkere materie en hoe wetenschappers begrepen dat het bestaat?

Wat is donkere materie en hoe wetenschappers begrepen dat het bestaat?
Anonim

Antwoord:

Kort antwoord? We hebben absoluut geen idee, en sterrenstelsels draaien (te) te snel voor hun zichtbare materie om ze bij elkaar te houden.

Uitleg:

Misschien zijn we hier beter mee om te gaan - eerst werd het opgemerkt, kort nadat we ontdekten dat de vele 'wolken' (nevels) die we aan de nachtelijke hemel zagen, in feite sterrenstelsels waren, dat ze draaiden. Dit werd ontdekt door het Doppler-effect te gebruiken op spectroscopische beelden van sterrenstelsels, die toonden dat de ene kant van een melkweg ons benaderde en de andere kant achteruitging.

Tot nu toe, zo gelukkig, draaien ze. Toen Fritz Zwicky in 1933 het Coma cluster van sterrenstelsels onderzocht, zag hij dat de sterrenstelsels te snel ronddraaiden zodat de zichtbare materie voldoende kracht genereerde om ze samen te houden. Dit werd bevestigd in de jaren 1970 door Vera Rubin Cooper, met name de buitenste rand van de sterrenstelsels zou naar verwachting veel langzamer draaien dan het centrum volgens de Newtoniaanse mechanica. Dit werd niet waargenomen, de rotatiecurves waren bijna "vlak" in de buitenste regionen van sterrenstelsels.

!

Dit liet twee mogelijkheden toe: (a) Newton's theorie van universele zwaartekracht was verkeerd (b) er bestond groot hoeveelheden 'donkere' materie. Niemand geloofde serieus (a) dus we bleven achter met de hypothese dat een donkere materie "halo" elk sterrenstelsel omsingelde.

Nu voor het tweede deel (je eerste) hebben we gezocht naar de deeltjes die donkere materie kunnen vormen heel hard (een Nobelprijs wacht vrijwel zeker op de ontdekkers), maar ondanks de vele sterren van het zoeken (zowel in de ruimte als in de fysica van de deeltjesfysica) is er niets gevonden dat mogelijk bij de rekening paste.

Neutrino's van verschillende soorten zijn voorgesteld, net als exotische materie, stabiele quarks groeperingen, dode sterren, zwarte gaten, enz. Martin Rees (destijds astronoom Royal) ging zelfs zo ver om te suggereren dat het mogelijk ongelezen exemplaren van de astrofysica waren Dagboek! We hebben echt geen idee en het beest ons. Veel.

Het lijkt erop dat dit materiaal in het universum met een factor van ongeveer 5: 1 belangrijker is dan zichtbare materie en dat je net zo goed weet wat het is als wat het doet. Naar mijn mening is dit een uitstekende tijd om kosmologie of deeltjesfysica te bestuderen, omdat ik hoop dat grote ontdekkingen om de hoek komen.