האם חומר אפל באמת קיים?

האדמה מלאה בשמועות.לכן, מדי פעם במרחבי הרשת העולמית, תוכלו למצוא מאמרים ש"החומר האפל המסתורי סוף סוף מצא מישהו "או להיפך, ש"החומר האפל לא באמת קיים". אז איפה האמת? מה קורה בתחום הקוסמולוגיה שגורם למדענים ממש לשנות את דעתם כל יום אחר? כדי להבין מה קורה, יהיה עליכם לנסות להבין מהו חומר אפל - צורה היפותטית של חומר המהווה רבע מכל המסה והאנרגיה של היקום. בקוסמולוגיה המודרנית מאמינים כי חומר אפל אינו נגיש לתצפית ישירה מכיוון שהוא אינו מתקשר עם קרינה אלקטרומגנטית. האסטרופיסיקאי והפופולרי של המדע ניל דגראסה טייסון מדבר על חומר אפל כחומר שאיש לא ראה מעולם ושאי אפשר לתפוס אותו. עד כה כל מה שאסטרונומים יכולים לעשות הוא להתבונן בביטוי החומר האפל רק באמצעות השפעות הכבידה שיש לו על גלקסיות שונות. ההנחה היא כי חומר אפל משפיע על מהירות הסיבוב הליניארית של גלקסיות, וכתוצאה מכך גלקסיות מסתובבות לאט או מהר יותר. אנו מספרים לכם את החדשות האחרונות לגבי מה שהצליחו מדענים ללמוד על העניין המסתורי הזה.

יש סיבות טובות מדוע מדענים מאמינים שיש חומר בחלל שאנחנו לא יכולים לראות.

טיעונים ל

אז, על פי התיאוריה הקוסמולוגית המובילה,כ- 80% ממסת היקום עשויה מחומר שמדענים אינם יכולים לצפות בו ישירות. עניין היפותטי זה, המכונה כיום החומר האפל המסתורי, אינו פולט אור ולא אנרגיה. אז למה מדענים חושבים שהוא שולט ביקום?

בסוף שנות העשרים של המאה העשרים העלו אסטרונומיםההשערה כי היקום מכיל יותר חומר ממה שנראה לעין בלתי מזוינת. למרות העובדה שעדויות לקיומו של חומר אפל לא נמצאו באותן שנים, השערה זו השתרשה בקהילה המדעית. למרבה המזל, עם התקדמות המדע והטכנולוגיה, נפתחו בפני מדענים הזדמנויות רבות. לדברי פיטר ואן דקקום, חוקר באוניברסיטת ייל, תנועת הכוכבים מספרת לנו כמה חומר קיים ביקום. "לכוכבים לא אכפת באיזו צורה יש חומר, הם רק מראים לנו שזהו", הוא אומר.

בינתיים, חומר אפל עשוי להופיעמסתורי בגלל התפיסה האנושית שלנו. החזון, למשל, מבוסס על הרגישות שלנו לאור: גלים אלקטרומגנטיים השוכנים בתחום תדרים ספציפי. אנו יכולים לראות את העניין שאנו מכירים מכיוון שהאטומים המרכיבים אותו פולטים או סופגים אור. מטענים חשמליים המובלים על ידי אלקטרונים ופרוטונים באטומים הם הסיבה לכך שאנו רואים את העולם סביבנו.

הוא האמין כי חומר אפל מסתורי מהווה את רוב היקום.

עם זאת, החומר אינו מורכב בהכרח מאטומים.רוב זה יכול להיות עשוי ממשהו נפרד לחלוטין. חומר הוא כל חומר אשר מתקשר עם כוח המשיכה, כפי שעושה חומר רגיל - למשל, מתעבה לגלקסיות ולאשכולות גלקסיות. לפיכך, אין שום סיבה מדוע
העניין צריך להיות מורכב תמיד מחויבחלקיקים. עם זאת, חומר שאינו מסוגל לקיים אינטראקציה אלקטרומגנטית יהיה בלתי נראה לעינינו. זו הסיבה שאיש מעולם לא ראה חומר אפל במו עיניו ואפילו לא במכשירים אופטיים רגישים.

ראו גם: יכול להיות שחומר אפל ישן יותר מהמפץ הגדול?

אולם מדענים מאמינים שהוא קיים -בשל השפעת הכבידה שיש לו על אובייקטים בחלל. אלה כוללים את ההשפעות של חומר אפל על כוכבים בגלקסיה שלנו (אשר מסתובבים במהירות גבוהה מדי בכדי לבלום את כוח הכבידה של חומר רגיל) ואת תנועת הגלקסיות באשכולות גלקסיות (שוב, מהיר מכדי להסביר רק על ידי החומר. אנו רואים); הטביעתו על קרינת השרידים שנותרה מהמפץ הגדול; כיפוף אור, המכונה עדשות כובד; והתצפית כי חומר גלוי ובלתי נראה נפרד בין אשכולות גלקסיות מאוחדות.

ויכוח נגד"

ועדיין, התוצאות של אחת האחרונותמחקרים מצביעים על כך שחומר אפל עשוי שלא להתקיים. במאמר שפורסם בנובמבר 2020 בכתב העת The Astrophysical Journal החוקרים מדווחים על פערים זעירים במהירויות מסלוליהם של כוכבים רחוקים שלדעתם מציגים אפקט כוח משיכה קלוש. השפעה זו, על פי מדענים, עשויה לשים קץ למושגים הרווחים של חומר אפל.

מחברי המחקר מציעים כי לא הושלםנראה שההבנה המדעית של כוח המשיכה מסתירה את כוח הכבידה של גלקסיות ואשכולות גלקסיות, ולא עננים ענקיים של חומר אפל. המשמעות יכולה גם להיות שמתמטיקה טהורה, ולא חומר בלתי נראה, יכולה להסביר מדוע גלקסיות מתנהגות כפי שהם מתנהגים. לפחות, דעה זו הובעה בראיון ל- NBC חדשות מאת מחבר המחקר סטייסי מקגוף, העומד בראש המחלקה לאסטרונומיה באוניברסיטת קייס ווסטרן בקליבלנד.

בשנות השבעים נודע לאסטרונומים שכוכבים הקרובים יותר למרכז גלאטקה הסתובבו מהר יותר מכל האחרים.

למעשה, אסטרונומים הניחו זאת מזמןכוכבים סובבים סביב מוקדי הגלקסיות במהירות שניבאה על ידי תורת הכבידה, שגובשה על ידי הפיזיקאי והמתמטיקאי האנגלי אייזיק ניוטון לפני למעלה מ -300 שנה. ניוטון ביסס את התיאוריה שלו על תצפיות על מסלולי כוכבי הלכת והגיע למסקנה שחפצים נמשכים זה לזה בכוח המשתנה בהתאם למסתם. חידודיו של אלברט איינשטיין על ידי הפיזיקאי הגדול במאה העשרים נותרים גם כן מדויקים להפליא. ובשנות השבעים, האסטרונומים האמריקאים ורה רובין וקנט פורד גילו חריגות במסלולי הכוכבים בגלקסיות, מה שמרמז כי הסיבה נעוצה ב"חומר אפל "בלתי נראה בגלקסיות וסביבתה.

החוקרים סבורים שכוח הכבידה גורםרק תאוצה קלה, שלא ניבאו על ידי ניוטון ואיינשטיין, ברמות כל כך נמוכות שניתן לראות רק בעצמים בגודל של גלקסיה. מה שאומר שקיומו של חומר אפל אינו נדרש. אבל בערך כמה חומר יש ביקום למעשה, קרא בחומר שלנו.

כפי שאתה יכול לראות, המחקר החדש מעלה "מאודשאלה מעניינת, כלומר, האם ניתן להסביר חומר אפל על ידי חוקי כוח משיכה אחרים. אם זה יתברר כנכון, זה יהיה אבן דרך מרכזית לקוסמולוגיה ולפיסיקת החלקיקים. ועדיין, רוב המדענים ספקנים לגבי ההנחה של היעדר חומר אפל, נוטים יותר להאמין שהחומר הבלתי נראה הזה אכן קיים. מה אתה חושב, האם נכון שחומר אפל שולט ביקום, או שהוא עדיין לא קיים? אנו נחכה לתשובה כאן, כמו גם בתגובות למאמר זה.