Karanlık madde ve yerçekimi etkileri hakkında bilgi edinin Karanlık maddenin yerçekimi etkileri hakkında kısa bir ders. MinutePhysics ( Britannica Yayın Ortağı ) Bu makale için tüm videoları görün
Karanlık madde , bir bileşeni Evren varlığı, parlaklığından çok yerçekimsel çekiminden anlaşılır. Karanlık madde, evrenin yüzde 30,1'ini oluşturuyor. Önemli olmak -enerji kompozisyon evrenin; geri kalanı karanlık enerji (yüzde 69,4) ve sıradan görünür maddedir (yüzde 0,5).
Fritz Zwicky ve karanlık maddenin varlığına dair keşfi hakkında bilgi edinin Fritz Zwicky ve onun karanlık maddenin varlığına dair çıkarımı hakkında bilgi edinin. Açık Üniversite ( Britannica Yayın Ortağı ) Bu makale için tüm videoları görün
Başlangıçta kayıp kütle olarak bilinen karanlık maddenin varlığı, ilk olarak 1933'te tüm kütlelerin kütlesinin olduğunu keşfeden İsviçreli Amerikalı astronom Fritz Zwicky tarafından ortaya çıkarıldı. yıldızlar Koma gökada kümesindeki gökadalar, gökadaların kümenin yerçekimsel çekiminden kaçmasını önlemek için gereken kütlenin yalnızca yüzde 1'ini sağlıyordu. Bu kayıp kütlenin gerçekliği, Amerikalı gökbilimciler Vera Rubin ve W. Kent Ford'un benzer bir fenomeni gözlemleyerek varlığını doğruladıkları 1970'lere kadar, onlarca yıl boyunca sorgulanmaya devam etti: Tipik bir galakside görünen yıldızların kütlesi sadece yaklaşık 10'dur. bu yıldızların galaksinin merkezi etrafında dönmesini sağlamak için gereken miktarın yüzdesi. Genel olarak, yıldızların galaksilerinin merkezi etrafında dönme hızları, merkezden ayrılmalarından bağımsızdır; aslında, yörünge hızı ya sabittir ya da beklendiği gibi düşmek yerine mesafe ile biraz artar. Bunu hesaba katmak için, yıldızların yörüngesindeki galaksinin kütlesi, yıldızların galaksinin merkezinden uzaklığı ile doğrusal olarak artmalıdır. Bununla birlikte, bu iç kütleden hiçbir ışık görülmez - bu nedenle karanlık madde adı.
Kütleçekimsel mercekleri ve karanlık maddeyi izlemenin önemini anlayın Kütleçekimsel mercekler ve galaksilerdeki karanlık madde tespiti üzerine bir tartışma. Açık Üniversite ( Britannica Yayın Ortağı ) Bu makale için tüm videoları görün
Karanlık maddenin varlığının doğrulanmasından bu yana, kütleçekimsel merceklenme fenomeni aracılığıyla galaksilerdeki ve galaksi kümelerindeki karanlık maddenin bir baskınlığı fark edildi - madde, uzayı bükerek ve arka plan ışığının geçişini bozarak bir mercek görevi görüyor. Galaksilerin merkezlerinde ve galaksi kümelerinde bu eksik maddenin varlığı da hareket ve sıcaklık gözlenen gaza neden olan gazın röntgen . Örneğin, Chandra X-ışını Gözlemevi, birleşen iki gökada kümesinden oluşan Bullet kümesinde, sıcak gazın (sıradan görünür madde), bir kümenin diğerinden geçen sürtünme etkisiyle yavaşladığını gözlemlemiştir. Bununla birlikte, kümelerin kütlesi etkilenmez, bu da kütlenin çoğunun karanlık maddeden oluştuğunu gösterir.
yerçekimi merceği Bu resimde, yaklaşık beş milyar ışıkyılı uzaklıktaki bir galaktik küme, etrafındaki ışığı büken muazzam bir yerçekimi alanı üretiyor. Bu lens, yaklaşık iki kat daha uzaktaki mavi bir galaksinin birden çok kopyasını üretir. Merceği çevreleyen bir daire içinde dört görüntü görünür; Beşincisi Hubble Uzay Teleskobu tarafından çekilen resmin merkezine yakın bir yerde görülüyor. Fotoğraf AURA/STScI/NASA/JPL (NASA fotoğraf # STScI-PRC96-10)
gökada kümesi 1E0657-56 Gökada kümesi 1E0657-56'yı, yani Bullet kümesini gösteren bileşik görüntü. Röntgen: NASA/CXC/CfA/M.Markevitch Optik: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe Mercekleme Haritası: NASA/STScI; ESO WFI; Macellan/U.Arizona/D.Clowe
Madde, evrenin madde-enerji bileşiminin yüzde 30,6'sıdır. Sadece yüzde 0,5'i yıldızların kütlesindedir ve bu maddenin yüzde 0,03'ü hidrojenden daha ağır elementler halindedir. Gerisi karanlık maddedir. İki çeşit karanlık maddenin var olduğu bulunmuştur. İlk çeşitlilik evrenin yaklaşık yüzde 4,5'idir ve bilinen baryonlardan (yani protonlar, nötronlar , ve atom çekirdeği), aynı zamanda parlak yıldızları ve galaksileri de oluşturur. Bu baryonik karanlık maddenin çoğunun, galaksilerin içinde ve arasında gaz şeklinde var olması bekleniyor. Karanlık maddenin bu baryonik veya sıradan bileşeni, ilk birkaç dakika içinde oluşturulan hidrojenden daha ağır elementlerin bolluğunun ölçülmesiyle belirlendi. büyük patlama 13,8 milyar yıl önce meydana geldi.
evrenin madde-enerji içeriği evrenin madde-enerji içeriği. Ansiklopedi Britannica, Inc.
Karanlık madde ki içerir evrenin maddesinin diğer yüzde 26,1'i alışılmadık, baryonik olmayan bir biçimdedir. Galaksilerin ve galaksilerden oluşan büyük yapıların erken evrendeki yoğunluk dalgalanmalarından bir araya gelme hızı, baryonik olmayan karanlık maddenin nispeten soğuk olduğunu veya göreceli olmadığını gösterir; bu, galaksilerin ve galaksi kümelerinin omurgalarının ağır, yavaş hareket eden maddelerden oluştuğu anlamına gelir. parçacıklar. Bu parçacıklardan ışığın olmaması da onların elektromanyetik olarak nötr olduklarını gösterir. Bu özellikler, parçacıkların ortak adı olan zayıf etkileşimli büyük parçacıklara (WIMP'ler) yol açar. Bu parçacıkların kesin doğası şu anda bilinmemektedir ve standart parçacık fiziği modeli tarafından tahmin edilmemektedir. Bununla birlikte, süpersimetrik teoriler gibi standart modelin bir takım olası uzantıları, varsayımsal tespit edilmemiş WIMP'ler olabilen eksenler veya nötrinolar gibi temel parçacıklar.
Bu görünmeyen WIMP'lerin özelliklerini ya bir laboratuvar dedektöründe etkilerine tanık olarak ya da birbirleriyle çarpıştıktan sonra yok oluşlarını gözlemleyerek tespit etmek ve özelliklerini ölçmek için olağanüstü çabalar devam etmektedir. Ayrıca, varlıklarının ve kütlelerinin, aşağıdakiler gibi yeni parçacık hızlandırıcılardaki deneylerden çıkarılabileceğine dair bazı beklentiler de vardır. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı .
olarak alternatif Karanlık maddeye geçişte, kayıp maddenin görünürdeki varlığını açıklamak için yerçekiminde değişiklikler önerildi. Bu modifikasyonlar, sıradan madde tarafından uygulanan çekici kuvvetin geliştirilmiş sadece galaktik ölçeklerde meydana gelen koşullarda. Bununla birlikte, önerilerin çoğu, yerçekiminin modifikasyonu için çok az açıklama sağladıkları veya hiç açıklama sağlamadıkları için teorik gerekçelerle tatmin edici değildir. Bu teoriler, Bullet kümesindeki sıradan maddeden fiziksel olarak ayrılmış karanlık madde gözlemlerini de açıklayamıyor. Bu ayrım, karanlık maddenin fiziksel bir gerçeklik olduğunu ve sıradan maddeden ayırt edilebilir olduğunu göstermektedir.