Ciemna materia. Jedna z największych zagadek kosmologii i astrofizyki

Ostatnia aktualizacja: 24.11.2021 08:04
Obserwacje gromady galaktyk Pocisk, wykonane pięć lat temu przez amerykańskich astronomów, miały potwierdzić istnienie ciemnej materii, która stanowi ponad jedną czwartą masy Wszechświata. Co wiemy o tym tajemniczym kawałku kosmosu? 
Wszechświat
WszechświatFoto: NASA Goddard Photo and Video via Foter.com / CC BY

Posłuchaj
24:56 2021_11_23 19_29_56_PR1_EUREKA.mp3 Ciemna materia. Jedna z największych zagadek kosmologii i astrofizyki (Eureka/Jedynka)

 

Wszystko, co widzimy we Wszechświecie - od galaktyk, przez gwiazdy, po planety - to zaledwie 5 proc. całkowitej masy i energii rzeczywistego Wszechświata. Pozostałe 95 proc. - jak twierdzą naukowcy - w 27 proc. składa się z ciemnej materii a w 68 proc. z ciemnej energii.

Jak powiedziała w audycji "Eureka" astrofizyk z Narodowego Centrum Badań Jądrowych dr Anna Durkalec, ciemna materia to jedna z największych zagadek współczesnej kosmologii i astrofizyki. To materia, która nie emituje żadnego światła. - Może jedynie ciemniejszą rzeczą jest ciemna energia, o której wiemy jeszcze mniej - dodał fizyk cząstek elementarnych z Narodowego Centrum Badań Jądrowych dr Andrzej Hryczuk.

To musi być coś innego

satelita w kosmosie kosmos nasa ISS free shutter 1200.jpg
"Eureka" w Programie 1

W 1933 roku szwajcarski astronom Fritz Zwicky, badając gromady galaktyk, zauważył, że w pewnych sytuacjach poruszają się one z szybkością przekraczającą siłę grawitacji, obliczoną na podstawie masy galaktyk, i znalazł wytłumaczenie - zaproponował istnienie ciemnej materii. To teoria. Potwierdzić ją miały obserwacje gromady galaktyk Pocisk, wykonane pięć lat temu przez amerykańskich astronomów.

- Gromada Pocisk to tak naprawdę dwie gromady, które zderzyły się ze sobą. Gorący gaz, który był w tych gromadach galaktyk, podlegał siłom tarcia, powstała fala uderzeniowa, którą jesteśmy w stanie obserwować. Obraz tego gazu razem z tymi gromadami galaktyk się nie pokrywa. Jesteśmy w stanie stwierdzić, że coś innego musi trzymać te gromady galaktyk w całości. Coś, co posiada masę, więc oddziałuje grawitacyjnie - wyjaśniła dr Durkalec. - Nazwaliśmy to coś ciemną materią - wskazała.

- Wiemy, że gdyby nie ciemna materia galaktyki nie mogłyby powstać. Ciemna materia ma wystarczająco dużą grawitację, żeby ta zwykła materia mogła wpływać do środka takich zagłębień ciemnej materii i żeby tam mogły wytworzyć się galaktyki. Znając właściwości ciemnej materii, moglibyśmy powiedzieć, jak dokładnie galaktyki się tworzą, czy ilość ciemnej materii ma wpływ na to, jak duża jest galaktyka, ile konkretnie ciemnej materii potrzeba, czy każde takie zagłębienie ciemnej materii posiada galaktykę, jak w ogóle tworzył się Wszechświat, od swoich pierwszych momentów do teraz - zaznaczyła.

Ciemna materia najprawdopodobniej zbudowana jest z cząstek. - Teoretycznie możliwe są inne wytłumaczenia - np. że jest to modyfikacja teorii grawitacji, że grawitacja działa inaczej niż myślimy - jednak bardzo trudno pogodzić te wytłumaczenia z obserwacjami - zauważył dr Hryczuk. Fizyk cząstek elementarnych wytłumaczył, że jego koledzy mają swoje sposoby na odkrywanie tajemnic ciemnej materii.

- Pierwszy - w akceleratorach. Zderzamy cząstki naszej materii i liczymy na to, że pojawią się cząstki ciemnej materii, że zostaną one wyprodukowane. Drugi - mamy detektory, które składają się np. z kryształów albo ciekłych metali. Szukamy takiego zdarzenia, w którym cząstka ciemnej materii uderzy np. w kryształ i wywoła pewien ruch i potem zmierzymy energię tego zdarzenia. Trzeci - patrzymy na promieniowanie kosmiczne, które dochodzi do nas z kosmosu i w tym promieniowaniu staramy się znaleźć sygnały od cząstek ciemnej materii - wymienił.

- Wydaje nam się, że najbardziej prawdopodobnym rozwiązaniem zagadki ciemnej materii jest istnienie cząstek, które bardzo słabo oddziałują z naszą materią - powiedział.

Poza tym w audycji:

księżyc free 1200.jpg
Polscy badacze w misji księżycowej. "Chcemy zbudować system satelitarny"

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) w ramach programu Moonlight planuje przygotowanie systemu nawigacyjnego, który będzie wykorzystywany do przyszłych misji księżycowych. System ten zostanie zaprojektowany przez międzynarodowe konsorcjum z kluczowym udziałem pracowników Instytutu Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.

Czytaj także:


***

Tytuł audycji: Eureka

Prowadziła: Dorota Truszczak

Goście: prof. Krzysztof Sośnica (Instytut Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu), dr Anna Durkalec (astrofizyk z Narodowego Centrum Badań Jądrowych) i dr Andrzej Hryczuk (fizyk cząstek elementarnych z Narodowego Centrum Badań Jądrowych)

Data emisji: 23.11.2021 

Godzina emisji: 19.30

kk

Czytaj także

Polskie obserwatorium astronomiczne może stać się głównym ośrodkiem w UE

Ostatnia aktualizacja: 18.08.2021 09:55
W Białkowie, niewielkiej wsi koło Wrocławia, powstanie obserwatorium astronomiczne badające Słońce na falach radiowych. To wyjątkowe przedsięwzięcie. Obserwatorium może stać się głównym ośrodkiem monitorującym aktywność naszej gwiazdy na falach radiowych dla całej Unii Europejskiej.
rozwiń zwiń

Czytaj także

Prof. Jurij Oganiessian o poszukiwaniu najcięższego pierwiastka we Wszechświecie

Ostatnia aktualizacja: 26.10.2021 21:45
Uran jest najcięższym pierwiastkiem z tych, którym czas życia pozwolił na przetrwanie do współczesności. Masywniejsze od niego elementy zostały wytworzone przez człowieka. Pierwiastki o liczbach atomowych wyższych niż 92 to "transuranowce", czyli "położone za uranem". Już po tym, jak powstały one w laboratoriach, śladowe ilości kilku z nich, np. neptunu i plutonu, znaleziono w rudach uranu.
rozwiń zwiń

Czytaj także

Cywile w kosmosie. "Nie trzeba przechodzić treningu herosa, żeby polecieć"

Ostatnia aktualizacja: 27.10.2021 08:25
16 września amerykański miliarder Elon Musk wysłał w przestrzeń kosmiczną czwórkę cywilów. Była to pierwsza misja bez udziału zawodowców, wojskowych czy astronautów z agencji kosmicznych. Początek prywatnych lotów. Zapowiadają je i inni. Czy to pierwszy krok ku szerokiej dostępności kosmosu? 
rozwiń zwiń