Temna snov je najbolj skrivnostna in inertna snov v vesolju. Njeni gravitacijski učinki pojasnjujejo vrtenje galaksij, gibanje grozdov in strukture največjega obsega v celotnem vesolju. Toda v manjšem obsegu je premajhna, da bi vplivala na gibanje sončnega sistema, zadevo Zemlje ali na izvor in razvoj človeka. Glede na to je gravitacija, ki jo daje temna snov, nujno potrebna za surove sestavine, ki sestavljajo življenje, kot smo mi, in planet kot je Zemlja. Brez temne snovi sploh ne bi moglo biti življenja v vesolju.
Zvezde proizvajajo 100% svetlobe, ki jo vidimo v vesolju, vendar le 2% njene mase. Ko pogledamo premike galaksij, grozdov in še več, ugotovimo, da količina gravitacijske mase odtehta zvezdno maso za 50-krat. Človek bi si mislil, da bi lahko to razliko razložile druge vrste navadne materije. Navsezadnje smo v vesolju poleg zvezd odkrili še številne druge snovi:
- ostanki zvezde, kot so beli palčki, nevtronske zvezde in črne luknje;
- asteroidi, planeti in drugi predmeti, katerih masa je premajhna za zvezde;
- nevtralni plin v galaksijah in prostor med njimi;
- prah, ki blokira svetlobo in megleno območje;
- ionizirana plazma, ki je v medgalaktičnem mediju obilna.
Vse te oblike navadne materije - ali snovi, ki je bila prvotno sestavljena iz istih stvari kot mi: protoni, nevtroni in elektroni - prispevajo. Zlasti plin in plazma prispevata več kot seštevek vseh zvezd v vesolju. Toda tudi če seštejemo vse te komponente skupaj, dobimo le 15-17% celotne količine snovi, ki je potrebna za razlago gravitacije. Za preostali del gibanja, ki ga vidimo, potrebujemo obliko snovi, ki se ne razlikuje samo od protonov, nevtronov in elektronov, ampak tudi ne ustreza nobenemu znanemu delcu Standardnega modela. Potrebujemo nekaj temne snovi.
Promocijski video:
Majhna skupina znanstvenikov je proti temu, da bi dodali nekakšen nevidni vir mase, ampak za spremembo zakonov gravitacije. Takšen model ima težave, vključno z nezmožnostjo reprodukcije celotnega niza opazovanj, vključno z gibanjem posameznih galaksij v grozdih, kozmičnim mikrovalovnim ozadjem, trkom grozdov galaksije in velikansko kozmično mrežo opazovane obsežne strukture vesolja. Obstaja tudi še en pomemben dokaz, ki kaže na obstoj temne snovi. Presenečeni boste, a to je naš obstoj.
Presenetilo vas bo, da ne potrebujemo le temne snovi za razlago astrofizičnih pojavov, kot so vrtenje galaktike, gibanje grozdov in njihove trke, ampak tudi za razlago samega nastanka življenja.
Če želite razumeti, zakaj, se morate spomniti, da se je Vesolje začelo z vročim in gostim stanjem - velikim praskom -, ko je bilo vse v obliki praktično homogenega morja ločenih, prostih, visoko energijskih delcev. Ko se je vesolje hladilo in širilo, so nastali protoni, nevtroni in najlažja jedra (vodik, helij, devterij in malo litija), vendar nič drugega. Šele pred desetimi ali stotimi milijoni let se je ta zadeva zrušila na območja, ki so dovolj gosta, da tvorijo zvezde in končno galaksije.
Vse to bi se zgodilo, čeprav na nekoliko drugačen način, s temno snovjo ali brez nje. Da pa bodo elementi, ki jih potrebujejo, da se obilno širijo - ogljik, kisik, dušik, fosfor, žveplo - jih je treba topiti v jedrih najbolj masivnih zvezd v vesolju. Ni nam vroče niti hladno; da bi lahko oblikovali trdne planete, organske molekule in življenje, morajo te težke atome najprej vreči v medzvezdni medij, kjer bodo že naslednje generacije znova postale zvezde. Za to je potrebna eksplozija supernove.
Zelo podrobno smo opazovali te eksplozije in predvsem vedeli, kako hitro se ta material odvrže od zvezd v njihovih smrtnih napadih: na tisoče kilometrov na sekundo. (Ostanki izpuščenega materiala supernove Cas A s hitrostmi 5000 in celo 14.500 km / s!). Čeprav se ta številka morda zdi majhna, še posebej glede na hitrost svetlobe, ne pozabite, da naša lastna zvezda kroži v Mlečni poti s hitrostjo le 220 km / s. Če bi se Sonce zavrtilo vsaj trikrat hitreje, bi bili že zunaj gravitacijskega vleka naše galaksije - bili bi nas vrgli ven.
Ostanki Supernove izločajo težjo snov, toda zahvaljujoč močnemu gravitacijskemu potepu difuzne podolgovate halo temne snovi bomo večino te mase zadržali v lastni galaksiji. Sčasoma se bo zadeva vrnila v običajna območja, bogata z normalno snovjo, oblikovala nevtralne molekularne oblake in bo osnova naslednjih generacij zvezd, planetov in, kar je najbolj zanimivo, organske molekularne kombinacije.
Toda brez dodatnega privlačenja ogromnega halo temne snovi, ki obdaja galaksijo, bi velika večina materiala, izstreljenega iz supernove, za vedno zapustila galaksijo. Vedno bo lebdel v medgalaktičnem okolju, nikoli pa ne bo postal del prihodnjih generacij zvezdnih sistemov. V Vesolju bi imeli brez temne snovi zvezde in galaksije, planeti pa bi bili samo plinski velikani, ne bi bilo tudi trdnih svetov, ne tekoče vode in življenja. Brez številnih težkih elementov, ki jih dobavljajo generacije ogromnih zvezd, življenje na molekularni osnovi ne bi nikoli obstajalo.
Izkazalo se je, da je za vse to vredno ogromno halo temne snovi, ki obdaja našo galaksijo, kar je omogočilo nastanek življenja na podlagi ogljika, ki je za svoj dom izbral Zemljo - ali kaj drugega. Ko se poglabljamo globlje in globlje v principe vesolja, razumemo, da je temna snov nujno potrebna za pojav življenja. Brez nje ne bi bilo kemije, zapletenih elementov, biologije, trdnih planetov, življenja - in nas.
ILYA KHEL