Tamna tvar se ne može vidjeti ili detektirati niti jednim od naših instrumenata, pa kako da znamo da ona stvarno postoji?
Zamislite da je Svemir bila pita, a vi ćete je narezati na ukusne dijelove koji odgovaraju omjerima koji su koji. Najveći dio kolača, 68% otišao bi na tamnu energiju, tu tajanstvenu silu koja ubrzava širenje Svemira. 27% bi otišlo u tamnu tvar, tajanstvenu materiju koja okružuje galaksije i koja djeluje samo putem gravitacije. Samo 5% ove kolače išlo bi na normalnu materiju, stvari od kojih su zvijezde, planeti, plin, prašina i ljudi napravljeni.
Tamnoj materiji je dano ovo ime jer se čini da ni na koji način ne stupa u interakciju s običnom materijom. Ne sudara se s njim, niti apsorbira energiju iz njega. Ne možemo ga vidjeti niti otkriti ni jednim od naših instrumenata. Znamo da je tamo samo zato što možemo vidjeti učinak njegove gravitacije.
Sada, možda ćete reći, ako ne znamo što je to, a ne možemo je otkriti. Kako znamo da je zapravo tamo? Zar ga vjerojatno nema, kao zmajevi? Kako znamo da tamna tvar zapravo postoji, kada nemamo pojma što je zapravo?
Oh, tu je. Zapravo, gotovo sve što znamo je da postoji. Tamnu tvar prvi je teoretizirao još 1930-ih Fritz Zwicky kako bi objasnio kretanje jata galaksija, ali moderne izračune napravila je Vera Rubin 1960-ih i 70-ih godina. Izračunala je da se galaksije vrte brže nego što bi trebale. Tako brzo da bi se trebali rastrgati kao vrtuljak koji izbacuje djecu.
Rubin je zamišljao da je svaka galaksija zaglavljena unutar golemog oreola tamne tvari koja je opskrbljivala gravitacijom da drži galaksiju na okupu. Ali nije bilo načina da se to stvarno otkrije, pa su astronomi predložili druge modele. Možda gravitacija ne djeluje onako kako mislimo da radi na velikim udaljenostima.
No, u posljednjih nekoliko godina, astronomi su postajali sve bolji i bolji u otkrivanju tamne tvari, isključivo zahvaljujući utjecaju njezine gravitacije na put kojim svjetlost prolazi dok prelazi svemir. Kako svjetlost putuje kroz područje tamne tvari, njezina se putanja izobličava gravitacijom. Umjesto ravne linije, svjetlost se savija naprijed-natrag ovisno o tome koliko tamne tvari prolazi.
I evo nevjerojatnog dijela. Astronomi tada mogu mapirati regije tamne tvari na nebu samo gledajući izobličenja na svjetlu, a zatim radeći unatrag kako bi shvatili koliko bi tamne tvari trebalo biti tamo da bi to izazvalo.
Veliki hadronski sudarač. Zasluge: NY Times
Ove su tehnike postale toliko sofisticirane da su astronomi otkrili neobične situacije u kojima su se galaksije i njihova tamna tvar odvojile jedna od druge. Ili galaksije tamne tvari koje nemaju dovoljno plina za stvaranje zvijezda. Oni su samo divovske mrlje tamne materije. Astronomi čak koriste tamnu tvar kao gravitacijske leće za proučavanje udaljenijih objekata. Nemaju pojma što je tamna tvar, ali je ipak mogu koristiti kao teleskop.
Nikada nisu uhvatili česticu tamne tvari i nisu ih proučavali u laboratoriju. Jedan od sljedećih zadataka Velikog hadronskog sudarača bit će pokušati generirati čestice koje odgovaraju karakteristikama tamne tvari kako je mi razumijemo. Čak i ako LHC zapravo ne stvara tamnu tvar, pomoći će suziti trenutne teorije, nadamo se da će pomoći fizičarima da se usredotoče na pravu prirodu ove misterije.
Ovako funkcionira znanost. Netko primijeti nešto neobično, a onda ljudi predlažu teorije da to objasne. Teorija koja najbolje odgovara stvarnosti smatra se ispravnom. Živimo u modernom svijetu, gdje je toliko znanstvenih teorija već dokazano stotinama godina: klice, gravitacija, evolucija itd. Ali s tamnom materijom, živi ste u vrijeme kada je ovo misterij. A ako budemo imali sreće, vidjet ćemo da se to riješi za života. Ili možda ipak ne postoji tamna materija, a mi ćemo naučiti nešto potpuno novo o našem Svemiru. Znanost, sve je na vama.
Što mislite da je tamna tvar? Recite nam u komentarima ispod.
Podcast (audio): preuzimanje datoteka (Trajanje: 4:46 — 4,4 MB)
Pretplatite se: Apple podcasti | RSS
Podcast (video): preuzimanje datoteka (Trajanje: 5:09 — 60,1 MB)
Pretplatite se: Apple podcasti | RSS
