Қараңғы материя

Қараңғы материя (ағылш. Dark matter) — электромагнитті сәуле шығармайтын және онымен қатынасқа түспейтін материя формасы. Яғни, астрофизика ғылымында жарықпен әсерлеспейтін, бірақ тартылыс күшінің ықпалына ұшырайтын (гравитациялық эффекті) заттыҚараңғы материя деп атайды. Бұл қасиет оған бақылау жүргізуге мүмкіндік бермейді. Бірақ оның жасайтын гравитациялық эффектілерінің көмегімен оны байқауға болады.

Планк деректері бойынша жаңартылған нәтиже. Үстіңгі суретте қазіргі ғаламдағы Материя (Атом), Қараңғы материя және Қараңғы энергияның үлес салмағы көрсетілген. Астынғы суретте, ғалам алғаш пайда болған 13.7 млрд жыл бұрынғы (жасы 380 000 жылдық) ғаламның жағдайы: Қараңғы материя 63%; Атомдар 12%; Фотондар 15%; Нейтрино 10%

Қазіргі теориялық физика нақты затты зерттеуге қарағанда сол қараңғы материяны зерттеуге көбірек кірісіп кеткен. Оның сырын ашу ғаламның құпиясын ашуға, тіршілік құпиясына бойлауға үлкен себі тиері анық. Қараңғы материя мөлшерленуінше бүкіл әлемнің үлкен бөлігін, бір деректер бойынша ғарыштың 27 пайыздайын Қараңғы материя құрайтын көрінеді.

Ғарыш құрылымы, материялар үлесі

Кейбіреулер оны тағы "Қараңғы материя" және "Қараңғы энергияға" бөледі. Бірақ бұл жаңа тақырып ретінде әлі толық айқындалып біткен жоқ. Қараңғы материя тартылыс күшінің әсеріне ұшырауын айтпағанда, қазіргі белгілі физика заңдылықтары оған жүрмейді, заттың қасиеті секілді белгілер онда жоқ. Қазір алыс жұлдыздардан (Андромеда шоқ жұлдызының, сосын Құс жолы жүйесінің жұлдыздарынан) жеткен Х сәулелерін жоғары технологиялық жабдықтармен зерттеу арқылы аталған қараңғы материяға болжал жасалуда.

Қараңғы материяны табу заңдылықтан ауытқыған (аномальді), әрі галактика сыртындағы аса жылдам жылдамдықпен айналатын жасырын масса мәселесін шешуге көмектеседі.

Көбіне «Қараңғы материя» терминін 1933 жылы өзінің неміс тілінде жазған жұмысында астроном Фриц Цвикки көрсетті деп жазады. Бірақ 2014 жылғы мәліметтерге сүйенетін болсақ, Цвикки бұл терминді жазған мақаладан алғаны байқалады.

Бақылау ақпараттары

олар көрінетін затты байқады - жұлдызды, газды, тозаңды, бірақ олардың неге солай екенін түсіндіре алмады. Ферми бақылауы (Fermi Observations) бойынша Ергежейлі галактикалар құбылысы күңгірт материяның өмір сүретінін дәлелдейді

Құс жолы төңірегіндегі көк түспен көрсетілген Қараңғы материя

Қараңғы материяның «жарық» (барионды) нәрсемен әрекеттесетіні белгілі, тым болмағанда гравитациялық күйде және барионнан тығыздығы бірнеше есе үлкен, орташа космологиялық тығыздықты құрайды. Заттар гравитациялық күңгірт материя тесігіне енеді. Қараңғы материя жарықпен қатынасқа түспейтін болса да, жарық Қараңғы заттар бар жақтан шығарылады. Бұл гравитациялық тұрақсыздықтың тамаша қасиеті Қараңғы материя санын, күйін және рентгендік сәуледен радиодиапазонға дейінгі бақылау ақпаратын Қараңғы материяға үлестіруге көмектеседі.

Оншақты жыл бұрын Қараңғы материя туралы жорамалға тек тым аз санды астрофизиктер болмаса, басым көбі оны бос қиял деп сынға алған болатын. Ал, қазір дәлелдердің молаюына орай ол барған сайын астрофизикадағы негізгі ұғымдардың біріне айналуда. Шынтуайтында, тек осы ұғым арқылы ғана жеке жұлдыздық жүйелердің өз өсінде айналғанына бола бытырап кетпейтініне, жұлдыздық жүйелердің бір біріне қалай әсер ететініне жауап табуға болады. Егер тұрақты жұлдыздан, тұмандықтардан, басқа да көрінетін айқын материялардан неше он есе көп Күңгірт матеия болмаса, онда әлемнің қазіргі шындығы ақылға сиымсыз болар еді. Біздің Құсжолы әлеміміз, әрбір жұлдыздық жүйелер түгелдей алып Қараңғы матриямен қымталған деуге болады.

Галактикалардың қараңғы материя ықпалында айналуы

Астрофизиктердің айтуынша, ең алғаш пайда болғаны үлкендігі ұқсамайтын Қараңғы материя шоғырлары екен. Бұл көрінбейтін Қараңғы материя шоғырлары қарапайым анық материяларды өзіне сіміру арқылы жұлдыздық жүйелер қалыптастырыпты. Дегенмен қалыптасқан жұлдыздық жүйелердің үлкен кішкенелігі ұқсамайды, кейі үлкен, кейі кішкене, сондай-ақ олар жүздеген миллион жыл бойында жылына мыңдаған тұрақты жұлдызды қалыптастырыпты. Әсіресе жұлдыздардың жарылып, жаңа жұлдыздарға ұйысуында осынау Қараңғы материяның рөлі айырықша болса керек.

Қараңғы материя тіке байқалмайды. Гравитациялық мөлдірлік әсері негізінде, галактика кластеріндегі (CL0024 + 17) қараңғы материя сақинасын аңғаруға болады және ол көк түсте бейнеленген.

Зерттеулерге қарағанда, жұлдыздық жүйенің қалыптасуы ол негіз еткен Қараңғы материя шоғырының үлкен-кішілігіне байланысты көрінеді. Егер Қараңғы материя шоғыры өте үлкен болса, онда сутегі үйлесімді біріге алмай, алаулаған тұрақты жұлдыз күйіне келе алмайтын көрінеді. Сонымен сутегі ыдырап, түрліше деңгейдегі шағын жұлдыздық жүйеге бөлінетін көрінеді. (Тұмандықтар бәлкім осылай қалыптасқан болса керек.) Егер Қараңғы материя шоғыры тым кішкентай болса, онда сутегі өте тығыз бірігетін көрінеді. Мұндай жағдайда жұлдыздық жүйенің қалыптасуы тездеп, одан бөлінген жоғары энергия басқа сутегілердіңде қосылуына кедергі болатын көрінеді. Мұндай жұлдыздық күйлердің тұрақтылығы уақыттық болады екен.

Бұл қорытындыларды ғалымдар Гершель ғарыштық телескоп орталығынан алған мәліметтерге сүйеніп шығарған. Гершель ғарыштық телескопы инфрақызыл сәулелі телескоп. Тым алыстан жететін галактикалық шаңдар инфрақызыл сәуле астында өте жарқырап көрінетіні белгілі. Сондықтан Гершель ғарыштық телескопы жеке жұлдыздық жүйелердің суретін бере алмағанымен, бірақ ол әлемнің әр түкпіріндегі инфраэнергиялық ағындардың анық және бұлдыр тұсын айқындай алады. Жарығырақ өңірлер галактикалық тығыздығы жоғары өңір есептеледі, бұлдыр өңірлер тығыздығы сирек өңірлер болмақ.

Ғалымдар өздерінің зерттеген нәтижелерін әлемнің алғашқы үлгісі туралы компьютерлік виртуалды модельмен салыстырып, Қараңғы материяның қалай тарқалғанын көрсетеді. Салыстыру нәтижесіне орай, орташа Қараңғы материя шоғыры мен галектикалық жарылыстардың ортасында байланыс бар екені байқалады.