Nauka

Otacza nas niewidzialna ciemna materia

Ostatnia aktualizacja: 19.05.2013 18:05
"Zwykła" materia, z której zbudowane są nasze ciała, Ziemia, Słońce i wszystkie gwiazdy, jest we Wszechświecie zaledwie zanieczyszczeniem. W kosmosie dominuje tak zwana "ciemna materia", która jest dla nas niewidzialna.
Audio
Mozaika zdjęć gromady galaktyk CL0024+17 zrobionych przez Kosmiczny Teleskop Hubblea, pokazująca soczewkowanie grawitacyjne pierścienia ciemnej materii
Mozaika zdjęć gromady galaktyk CL0024+17 zrobionych przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a, pokazująca soczewkowanie grawitacyjne pierścienia ciemnej materiiFoto: NASA, ESA, M.J. Jee and H. Ford (Johns Hopkins University)

Wszechświat wykazuje zdumiewającą symetrię. Jest niemal jednorodny. To znaczy, że w każdym miejscu odpowiednio uśredniony po dużym obszarze obejmującym wiele galaktyk, jest taki sam. Ma taką samą temperaturę, skład chemiczny , gęstość materii itd. Jest też izotropowy, tzn. obserwowany w dowolnym kierunku rozszerza się z taką samą prędkością. Nie wiemy jednak, co spowodowało tę symetrię.

Jeszcze większą zagadką pozostaje to, z czego Wszechświat jest zrobiony. Zwykłe atomy z których jesteśmy zbudowani i świat wokół nas, stanowią zaledwie ok. 4 proc. masy całego Wszechświata. Dwadzieścia parę procent stanowi tajemnicza ciemna materia, która grupuje się wokół Galaktyk i ich gromad. To mogą być cząstki, które oddziałują jedynie grawitacyjnie. Takich cząstek nie wykryliśmy jednak jeszcze w laboratorium i nie wiemy czym są.

Największą zagadką pozostaje około 70 proc. masy Wszechświata. To jest tzw. ciemna energia. To bardzo tajemniczy ośrodek o przedziwnych własnościach, w tym ujemnym ciśnieniu oraz o stałej, niezależnej od objętości, gęstości. Wystarczy wyobrazić sobie naczynie, do którego wlewamy taki ośrodek, następnie powiększamy objętość tego naczynia, a gęstość tego ośrodka pozostaje stała. To jakby ciemna energia tworzyła się z niczego.

Konsekwencja istnienia ciemnej energii jest  przyspieszana ekspansja Wszechświata. Zamiast być hamowany przez przyciąganie się wszelkiej materii, jest rozpędzany przez ciemną energię. Żadna istniejąca teoria fizyczna nie tłumaczy czym ona jest.  Dlaczego jest jej aż tyle, skąd się wzięła?

Są próby wytłumaczenia tych własności Wszechświata, jakby uzupełnienia Teorii Wielkiego Wybuchu. Najlepszy wydaje się być model kosmicznej inflacji. W nim Wszechświat na samym początku swojego istnienia podlegał przyspieszonej ekspansji, która wygładziła wszystkie nierówności i niejednorodności. Ma to dosyć mocne podstawy teoretyczne. Nie ma jednak żadnego potwierdzenia w obserwacji.  Z teorii bardzo trudno jest też wysunąć przewidywania, które następnie można byłoby sprawdzić przy pomocy teleskopów i satelitów.

Wydaje się, że jesteśmy tylko o krok od granicy poznania o której wielu sądzi, że będzie nią próba odpowiedzi na stare pytania Wilhelma Leibniza – dlaczego w ogóle istnieje coś niż nic?     

Zobacz więcej na temat: astronomia