Dimenzió #20

Csillagnézők

(csillagászattörténet, csillagászat, űrkutatás, fizika, asztrofizika)

                              LÁTHATATLAN TÖMEG

   A láthatatlan tömeg (hiányzó tömeg, sötét tömeg) fogalma a harmincas évek
környékén  jelent  meg. Olyan anyagot szoktak ezzel a megnevezéssel illetni,
amely  egyáltalán  nem  vagy  csak  nagyon  gyengén hat kölcsön a "normális"
(barionikus)  anyaggal. Így nem bocsát ki sugárzást, amit fel tudnánk fogni,
innen  a láthatatlan elnevezése. Csak gravitációs kölcsönhatása révén tudjuk
kimutatni,  erre  utal a tömeg elnevezés. Létezésére az alábbiak mutatnak: A
Tejútrendszerben,  a  galaktikus  síkra  közel  merőlegesen  mozgó csillagok
vizsgálatából    a   fősíkban   elhelyezkedő   anyag   mennyiségére   tudunk
következtetni.  Ezeknek  az  égitesteknek  mozgása  arra  utal,  hogy az itt
található  anyag  tömege  nagyjából  kétszerese annak az értéknek, amelyet a
látható anyag alapján várhatnánk.
   A  galaxisok  forgása  sok  esetben  gyorsabb,  mint  az a bennük látható
anyagból   következne.   Amennyiben   megmérjük  pl.  egy  spirális  galaxis
korongjában lévő csillagok keringési sebességét, a centrumtól kifelé haladva
adott távolság után annak csökkenését kellene tapasztalnunk. A megfigyelések
ezzel  ellentétben  arra  utalnak,  hogy a keringési sebességek egy bizonyos
távolság  után  közel  állandóak maradnak, sőt időnként még növekednek is. A
csillagok  keringése  ezekben a régiókban annyira gyors, hogy ha csak akkora
anyagmennyiség lenne a galaxisban, mint amennyit láthatunk, a gravitáció nem
tudná  megtartani  a  csillagokat,  és  azok  szétrepülnének.  Ez a jelenség
láthatatlan   tömeg   jelenlétére   utal.   Az  elliptikus  galaxisok  körül
megfigyelhető  röntgensugárzó  forró  gázanyagot  sem  tudná  megtartani  az
objektum,   ha   csak  akkora  tömege  lenne,  mint  amennyit  láthatunk.  A
megfigyelések  arra utalnak, hogy a nagyobb spirális és elliptikus galaxisok
tízszer,  százszor annyi láthatatlan anyagot tartalmaznak, mint láthatót. Ez
valószínűleg  egy kiterjedt koronának nevezett tartományban található, amely
jelentősen nagyobb a galaxis látható részénél.

   A kísérőgalaxisok sebessége ugyanúgy elárulja anyagalaxisuk tömegét, mint
ahogyan  egy  hold  keringési  sebessége  is  elárulja  bolygója  tömegét. A
Tejútrendszer  kísérőinek sebessége arra utal, hogy galaxisunk kb. 6-10-szer
annyi  láthatatlan  anyagot  tartalmaz,  mint láthatót. Ha a galaxishalmazok
annyi  anyagot  tartalmaznának,  mint  amennyi  bennük látható, gyakran csak
átmeneti  anyagcsoportosulások  lennének.  Tagjaik  gyors mozgásuk miatt nem
tudnának  együttmaradni,  és lassanként szét kellene szóródniuk. Ahhoz, hogy
olyan  erős  gravitációs vonzást tételezzünk fel, ami egyben tudja tartani a
halmazokat,  10-20-szor  annyi  láthatatlan anyagnak kell jelen lennie, mint
láthatónak.

   Gravitációs lencsék: A fénysugár a gravitációs térben elhajlik. A közeli,
nagytömegű objektumok mögött, azok irányában távol elhelyezkedő égitestekről
érkező  fény  útja  megváltozik.  A háttérobjektumok képének eltorzulásából,
megtöbbszöröződéséből  a  köztes,  lencseként működő objektum tömegére lehet
következtetni.  Ezek a megfigyelések arra utalnak, hogy a galaxishalmazokban
legalább tízszer annyi láthatatlan anyag van, mint látható.

   A  láthatatlan  anyagra  több  "gyanúsítottunk"  is  van,  ezeket  két fő
csoportba  lehet  sorolni.  Az  egyik csoportba a "normál", barionokból álló
anyag tartozik, ez esetben a láthatatlan tömeget ugyanolyan anyag építi föl,
mint  a  láthatót - ám az valamilyen okból kifolyólag nem sugároz, vagy csak
nagyon  gyengén teszi azt. Ilyenek lehetnek pl. barna törpék, fekete lyukak,
gyengén  pislákoló  törpecsillagok,  kialudt  fekete  törpék.  A  másik nagy
csoportba  a  nem  barionikus  természetű  anyag tartozik, ezen belül is két
alcsoportot  lehet  megkülönböztetni.  A "forró" anyag közel fénysebességgel
mozgó   részecskéket   tartalmaz  (pl.  tau  neutrínó),  míg  a  "hideg",  a
fénysebességnél  lényegesen  lassabban  mozgó képzeletbeli részecskékből áll
(WIMP-ek, axionok stb.).

   Ennek   anyagnak   az   összetételére  utalást  kaphatunk,  amennyiben  a
Világegyetem  deutérium-eloszlását vizsgáljuk. A deutérium akkor keletkezett
az Univerzumban, amikor az az ősrobbanás után kb. három perccel egy hatalmas
csillagként  működött. Amennyiben nagy a barionsűrűség, sok deutérium alakul
héliummá, ha kicsi a barionsűrűség, több deutérium marad meg. A Világegyetem
jelenlegi  deutérium-eloszlása  arra  utal, hogy a láthatatlan tömegnek csak
kis  részét  (4-10%-át)  alkothatja  barionikus  anyag,  a többit valamilyen
ismeretlen  részecskének  vagy részecskéknek kell fölépíteniük. Az Univerzum
jelenlegi ismereteink szerint pont a nyílt és a zárt geometria közötti határ
környékén  mozog.  A  látható  anyag  az  ehhez szükséges sűrűséget, tömeget
messze  nem  tudja  létrehozni,  a  Világegyetem  anyagának  ezért  90-99%-a
láthatatlan formában kell, hogy jelen legyen.
Google
 
Web iqdepo.hu
    © Copyright 1996-2021
    iqdepo / intelligence quotient designing power - digitális kultúrmisszió 1996 óta
    All rights reserved. Minden jog fenntartva.