Шта је било?

Ми смо окружени материјом. У ствари, ми смо битни. Све што у универзуму детектирамо такође је материја. Толико је темељно да једноставно прихватамо да је све направљено од материје. То је основни грађевни блок свега: живот на Земљи, планета на којој живимо, звезде и галаксије. Обично се дефинише као све што има масу и заузима запремину простора.

Градиви материје се називају "атоми" и "молекули". И они су материја. Материја коју можемо нормално открити назива се „барионска“ материја. Међутим, постоји и друга врста ствари која се не може директно открити. Али њен утицај може. То се зове Тамна материја.

Лако је проучавати нормалну материју или „барионску материју“. Може се разградити на суб-атомске честице које се називају лептони (на пример, електрони) и кваркови (градивни блокови протона и неутрона). То су они који чине атоме и молекуле који су састојци свега, од људи до звезда.

Нормална материја је светлуцава, тј. Делује електромагнетно и гравитационо са другом материјом и са њом зрачење. Не мора нужно да блиста као што мислимо да звезда блиста. Може да емитује друго зрачење (попут инфрацрвеног).

Други аспект који се јавља када се о материји расправља је нешто што се назива антиматерија. Замислите то као обрнутост нормалне материје (или можда зрцалне слике). О томе често чујемо када научници разговарају о томе реакције материје / материје као извори енергије. Основна идеја иза антиматерије је да све честице имају античестице које имају исту масу, али су супротне центрифуге и набоја. Када се материја и антиматерија сударе, оне уништавају једна другу и стварају чисту енергију у облику гама зраци. То стварање енергије, ако би се могло искористити, обезбедило би огромну количину снаге за сваку цивилизацију која би могла да схвати како да то сигурно уради.

За разлику од нормалне материје, тамна материја је материјал који не светли. Односно, он не делује електромагнетно и зато изгледа тамно (тј. Неће рефлектирати или одавати светлост). Тачна природа тамне материје није добро позната, мада је њен утицај на друге масе (попут галаксија) приметио астрономи попут др. Вере Рубин и други. Међутим, његово присуство се може открити гравитацијским ефектом који има на нормалну материју. На пример, његово присуство може, на пример, обуздати кретање звезда у галаксији.

Тренутно постоје три основне могућности за "ствари" које чине тамну материју:

• Хладна тамна материја (ЦДМ): Постоји један кандидат који се зове слабо интерактивна масивна честица (ВИМП) која може бити основа за хладну тамну материју. Међутим, научници о томе не знају много или како је он могао настати почетком историје универзума. Остале могућности за ЦДМ честице укључују аксионе, међутим никада нису откривене. Најзад, постоје МАЦХО (МАссиве Цомпацт Хало Објецтс), који могу објаснити измерену масу тамне материје. Ови објекти укључују Црне рупе, древно неутронске звезде и планетарни објекти које су светлеће (или скоро тако), али још увек садрже значајну количину масе. Они би повољно објаснили тамну материју, али постоји проблем. Могло би да их буде пуно (више него што би се могло очекивати с обзиром на старост одређених галаксија) и њихова дистрибуција би морала да буде невероватно добро раширена по свемиру како би објаснила тамну материју коју су астрономи пронашли "тамо". Дакле, хладна тамна материја остаје „посао у раду напредак. "
• Топла тамна материја (ВДМ): Сматра се да је ово састављено од стерилних неутрина. То су честице које су сличне нормалним неутринама, осим што су много веће и не делују слабом силом. Други кандидат за ВДМ је гравитино. Ово је теоријска честица која би постојала ако би теорија супергравитације - помешање општа релативност и суперсиметрија - приањање. ВДМ је такође атрактиван кандидат за објашњење тамне материје, али постојање стерилних неутрина или гравитиноса у најбољем случају спекулише.
• Врућа тамна материја (ХДМ): Честице које се сматрају врућом тамном материјом већ постоје. Зову их "неутрини". Они путују скоро брзина светлости и не "групимо се" на начин на који пројекујемо тамну материју. С обзиром на то да је неутрино готово масовно, потребна би им била невероватна количина да би сачинила количину тамне материје за коју се зна да постоји. Једно објашњење је да постоји још непризнати тип или окус неутрина који би био сличан ономе за који се већ зна да постоји. Међутим, имао би значајно већу масу (а самим тим и можда мању брзину). Али ово би вероватно било сличније топлој тамној материји.

Материја не постоји тачно без утицаја у свемиру и постоји радознала веза између зрачења и материје. Та веза није била добро схваћена све до почетка 20. века. Тада је Алберт Ајнштајн почео да размишља о вези између материја и енергију и зрачење. Ево шта је он смислио: према његовој теорији релативности, маса и енергија су еквивалентни. Ако се довољно зрачења (светлост) судара са другим фотонима (друга реч за светлосне „честице“) довољно велике енергије, може се створити маса. Овај поступак научници проучавају у џиновским лабораторијама са сударачима честица. Њихов рад дубоко се урања у срце материје, тражећи и најмање честице за које се зна да постоје.

Дакле, иако се зрачење изричито не сматра материјом (нема масу или не заузима обим, барем не на добро дефинисан начин), оно је повезано са материјом. То је зато што радијација ствара материју и материја ствара зрачење (као кад се материја и анти-материја сударају).

Напредујући везу материја-зрачење корак даље, теоретичари такође предлажу да у нама постоји мистериозно зрачење универзум. То се зове тамна енергија. Његова природа уопште није схваћена. Можда кад се разуме тамна материја, схватићемо и природу тамне енергије.

Уредио и ажурирао Царолин Цоллинс Петерсен.