Istilah tenaga gelap dan bahan gelap tidak sepenuhnya berjaya dan mewakili terjemahan harfiah, tetapi bukan semantik dari bahasa Inggeris. Dari segi fizikal, istilah-istilah ini hanya bermaksud bahawa bahan-bahan ini tidak berinteraksi dengan foton, dan ia juga boleh disebut bahan dan tenaga yang tidak kelihatan atau telus.
Bahan gelap dalam astronomi dan kosmologi, serta dalam fizik teori, adalah bentuk bahan hipotesis yang tidak memancarkan atau berinteraksi dengan sinaran elektromagnetik. Kekayaan bentuk jirim ini menjadikan pemerhatian langsung tidak mungkin dilakukan.
Kesimpulan mengenai kewujudan bahan gelap dibuat berdasarkan banyak, selaras antara satu sama lain, tetapi tanda-tanda tidak langsung tingkah laku objek astrofizik dan kesan graviti yang mereka hasilkan. Penemuan sifat bahan gelap akan membantu menyelesaikan masalah jisim tersembunyi, yang, khususnya, terletak pada kelajuan putaran luar biasa dari kawasan luar galaksi.
Mari mengetahui lebih lanjut mengenai semua ini …
Bahan gelap dan tenaga gelap tidak dapat dilihat oleh mata, tetapi kehadirannya telah dibuktikan melalui pemerhatian alam semesta. Berbilion tahun yang lalu, alam semesta kita dilahirkan setelah berlakunya bencana besar. Ketika alam semesta awal perlahan-lahan disejukkan, kehidupan mulai berkembang di dalamnya. Akibatnya, bintang, galaksi dan bahagian lain yang kelihatan terbentuk. Ukuran alam semesta kita hanya mengejutkan. Sebagai contoh, satu Matahari cukup untuk menerangi dan memanaskan sejuta planet seperti Bumi. Dalam hal ini, Matahari adalah bintang bersaiz sederhana, dan galaksi kita sendiri terdiri dari 100 bilion bintang. Jumlah ini melebihi jumlah butiran pasir di pantai kecil. Namun, ini bukan semua.
Seperti yang anda ketahui, Alam Semesta terdiri daripada beberapa bilion galaksi, di mana terdapat pelbagai jirim. Adakah mungkin perkara-perkara ini tidak dapat dilihat. Kemungkinan besar, kerana hasil kajian terbaru menunjukkan bahawa kita hanya dapat melihat sepersepuluh alam semesta. Ini bermaksud bahawa lebih daripada 90% jirim tidak dapat diperiksa oleh seseorang walaupun dengan penggunaan peralatan khas. Ahli astronomi menyebut perkara ini gelap.
Telah diketahui bahawa bahan gelap berinteraksi dengan "bercahaya" (baryonic), sekurang-kurangnya secara graviti, dan merupakan medium dengan kepadatan kosmologi purata beberapa kali lebih tinggi daripada ketumpatan baryon. Yang terakhir ditangkap dalam lubang graviti kepekatan bahan gelap. Oleh itu, walaupun zarah-zarah bahan gelap tidak berinteraksi dengan cahaya, cahaya dipancarkan dari tempat terdapat jirim gelap. Sifat ketidakstabilan graviti yang luar biasa ini memungkinkan untuk mengkaji jumlah, keadaan, dan penyebaran bahan gelap dari data pemerhatian dari rangkaian radio hingga sinar-X.
Video promosi:
Diterbitkan pada tahun 2012, sebuah kajian mengenai pergerakan lebih dari 400 bintang yang terletak pada jarak hingga 13.000 tahun cahaya dari Matahari tidak menemui bukti adanya bahan gelap di sebilangan besar ruang di sekitar Matahari. Menurut ramalan teori, jumlah purata bahan gelap di sekitar Matahari seharusnya kira-kira 0,5 kg dalam isipadu Bumi. Walau bagaimanapun, pengukuran memberikan nilai 0,00 ± 0,06 kg bahan gelap dalam isipadu ini. Ini bermaksud bahawa percubaan untuk mendaftarkan jirim gelap di Bumi, misalnya, dengan interaksi zarah-zarah jirim gelap yang jarang berlaku dengan jirim "biasa", hampir tidak berjaya.
Menurut pemerhatian Planck Space Observatory yang diterbitkan pada bulan Mac 2013, yang ditafsirkan dengan mengambil kira model Lambda-CDM kosmologi standard, jumlah tenaga massa Alam Semesta yang diperhatikan terdiri daripada 4.9% perkara biasa (baryonic), 26.8% gelap jirim dan 68.3% dari tenaga gelap. Oleh itu, alam semesta adalah 95.1% terdiri daripada bahan gelap dan tenaga gelap.
Bukti kewujudan bahan gelap adalah beratnya - kekuatan graviti, yang, seperti gam, mengekalkan integriti Alam Semesta. Semua bahagian alam semesta saling menarik antara satu sama lain. Berkat ini, para saintis dapat mengira jumlah jisim Alam Semesta yang dapat dilihat, serta petunjuk daya graviti. Selama perhitungan, ketidakseimbangan yang signifikan dalam parameter ini dinyatakan, yang memberi alasan untuk mempercayai bahawa ada beberapa perkara yang tidak terlihat yang memiliki jisim tertentu dan juga mengalami gravitasi.
Kajian mengenai bahan gelap Di samping itu, bukti adanya bahan gelap adalah pengaruh graviti pada objek lain, termasuk lintasan pergerakan bintang dan galaksi. Banyak galaksi didapati berputar lebih cepat daripada yang dijangkakan. Menurut teori graviti A. Einstein, mereka harus terbang ke arah yang berbeza. Namun, sesuatu yang tidak kelihatan seolah-olah menyatukan mereka.
Juga, bahan gelap dapat mempengaruhi jalan penyebaran cahaya. Fenomena lensa graviti telah diselidiki, yang terdiri dari fakta bahawa objek padat mampu memantulkan cahaya objek yang jauh, mengubah lintasan fluks cahaya. Ini membawa kepada penyelewengan gambar dan kemunculan fatamorgana bintang dan galaksi. Para saintis merakam lengkungan cahaya ini, tetapi tidak dapat menamakan sifat fenomena ini.
Bahan gelap di alam semesta kita boleh wujud dalam bentuk objek halo astronomi besar (MAGO). Ini termasuk planet, bulan, kerdil coklat dan putih, awan debu, bintang neutron, dan lubang hitam. Sebagai peraturan, mereka terlalu kecil sehingga cahaya mereka tidak dapat dikesan oleh manusia, namun keberadaannya dapat dihitung melalui pengaruh graviti pada fluks cahaya. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, ahli astronomi telah menemui beberapa jenis objek MAGO. Mereka boleh terdiri daripada zarah baryonik biasa dan aksin, neutron, wimpil dan bahan gelap supersimetri.
Meneliti bahan gelap dan tenaga gelap
Ketika minat terhadap bahan gelap terus meningkat, alat baru muncul untuk membantu mendapatkan pandangan yang lebih luas mengenai fenomena misteri ini. Sebagai contoh, Teleskop Angkasa Hubble telah memberikan maklumat yang sangat berharga mengenai ukuran dan jisim alam semesta yang dapat dilihat. Data ini merupakan langkah pertama dan sangat penting untuk mengkaji jumlah sebenar bahan gelap di alam semesta.
Penting untuk memahami bahawa struktur Alam Semesta tidak rawak, dan dengan bantuan Hubble, anda dapat menggambarkan strukturnya secara terperinci. Tentunya diketahui bahawa galaksi terletak di kelompok, dan kelompok ini berada dalam kelompok super. Superclusters badan kosmik terletak dalam struktur spongy dengan lompang yang luas. Jelas, pembentukan struktur sedemikian disebabkan oleh sebab-sebab yang sangat spesifik. Teleskop sinar-X di Observatorium Chandra membantu mengkaji awan gas panas yang besar di kelompok ini. Para saintis mendapati bahawa bahan gelap juga mesti ada di kawasan ini, jika tidak, gas akan keluar dari gugusan. Di samping itu, alat baru sedang dikembangkan yang pada akhirnya akan membantu untuk mengetahui sisi gelap alam semesta ini.
Pendekatan dan kaedah untuk mengkaji zarah bahan gelap
Pada masa ini, para saintis di seluruh dunia berusaha dengan segala cara yang mungkin untuk mencari atau memperoleh zarah-zarah gelap dengan keadaan buatan dalam keadaan terestrial, menggunakan peralatan super-teknologi yang direka khas dan banyak kaedah penyelidikan yang berbeza, tetapi sejauh ini semua karya belum dimahkotai dengan kejayaan.
Alam semesta dibuat
Salah satu kaedah melibatkan menjalankan eksperimen pada pemecut tenaga tinggi, yang biasanya dikenali sebagai collider. Para saintis, yang mempercayai bahawa zarah-zarah materi gelap 100-1000 kali lebih berat daripada proton, menganggap bahawa zarah-zarah gelap akan dihasilkan dalam pertembungan zarah-zarah biasa yang dipercepat kepada tenaga tinggi oleh pelanggar. Inti kaedah lain adalah untuk mendaftarkan zarah-zarah gelap yang ada di sekeliling kita. Kesukaran utama dalam mendaftarkan zarah-zarah ini adalah bahawa mereka menunjukkan interaksi yang sangat lemah dengan zarah biasa, yang secara semula jadi telus bagi mereka. Namun begitu, zarah zat gelap sangat jarang berlaku, tetapi bertabrakan dengan inti atom, dan ada harapan tertentu, cepat atau lambat, untuk mendaftarkan fenomena ini.
Terdapat pendekatan dan kaedah lain untuk mengkaji zarah-zarah gelap, dan yang mana yang akan menjadi yang pertama menuju kejayaan, hanya masa yang akan memberitahu, tetapi bagaimanapun, penemuan zarah-zarah baru ini akan menjadi pencapaian ilmiah utama.
Bahan anti-graviti
Tenaga gelap adalah bahan yang lebih luar biasa daripada bahan gelap yang sama. Ia tidak memiliki kemampuan untuk berkumpul menjadi gumpalan, akibatnya ia diedarkan secara merata ke seluruh Alam Semesta. Tetapi sifatnya yang paling tidak biasa pada masa ini adalah anti-graviti.
Berkat kaedah astronomi moden, adalah mungkin untuk menentukan kadar pengembangan Alam Semesta pada masa ini dan untuk mensimulasikan proses perubahannya lebih awal. Akibatnya, maklumat diperoleh bahawa pada masa ini, dan juga pada masa lalu, Alam Semesta kita berkembang, sementara kadar proses ini terus meningkat. Itulah sebabnya mengapa hipotesis mengenai antigraviti tenaga gelap muncul, kerana tarikan graviti yang biasa akan memberi kesan yang perlahan pada proses "kemelesetan galaksi", menahan kadar pengembangan Alam Semesta. Fenomena ini tidak bertentangan dengan teori relativiti umum, tetapi pada masa yang sama, tenaga gelap mesti mempunyai tekanan negatif - sifat yang tidak dimiliki oleh bahan yang diketahui sekarang.
Calon untuk peranan "Tenaga Gelap"
Jisim galaksi dalam kelompok Abel 2744 adalah kurang daripada 5 peratus daripada jumlah jisimnya. Gas ini sangat panas sehingga hanya bersinar dalam jarak sinar-X (merah pada gambar ini). Taburan bahan gelap yang tidak dapat dilihat (membentuk sekitar 75 peratus jisim gugus ini) berwarna biru.
Salah satu calon untuk peranan tenaga gelap adalah vakum, ketumpatan tenaga yang tidak berubah semasa pengembangan Alam Semesta dan dengan itu mengesahkan tekanan negatif vakum. Calon lain yang berpotensi adalah "quintessence" - medan superweak yang belum diterokai sebelumnya yang kononnya melintasi seluruh alam semesta. Terdapat juga calon lain yang mungkin, tetapi tidak seorang pun dari mereka pada saat ini telah menyumbang untuk mendapatkan jawapan yang tepat untuk soalan: apakah itu tenaga gelap? Tetapi sudah jelas bahawa tenaga gelap adalah sesuatu yang benar-benar ghaib, tetap menjadi misteri utama fizik asas abad ke-21.
