Persoalan tentang asal usul Alam Semesta, masa lalu dan masa depannya telah membimbangkan manusia sejak dahulu lagi. Selama berabad-abad, teori telah timbul dan disangkal, menawarkan gambaran dunia berdasarkan data yang diketahui. Kejutan asas kepada dunia saintifik ialah teori relativiti Einstein. Dia juga membuat sumbangan besar untuk memahami proses yang membentuk Alam Semesta. Walau bagaimanapun, teori relativiti tidak boleh mendakwa sebagai kebenaran muktamad, yang tidak memerlukan sebarang penambahan. Penambahbaikan teknologi membolehkan ahli astronomi membuat penemuan yang tidak dapat difikirkan sebelum ini yang memerlukan asas teori baharu atau pengembangan ketara peruntukan sedia ada. Salah satu fenomena tersebut ialah jirim gelap. Tetapi perkara pertama dahulu.
Kes hari lampau
Untuk memahami istilah "jirim gelap" mari kita kembali ke permulaan abad yang lalu. Pada masa itu, idea tentang Alam Semesta sebagai struktur pegun didominasi. Sementara itu, teori umum relativiti (GR) mengandaikan bahawa lambat laun daya tarikan akan membawa kepada "melekat" semua objek angkasa ke dalam satu bola, ia akan berlaku seperti ini.dipanggil keruntuhan graviti. Tiada daya tolakan antara objek angkasa. Daya tarikan bersama diimbangi oleh daya emparan yang mewujudkan pergerakan berterusan bintang, planet dan badan lain. Dengan cara ini, keseimbangan sistem dikekalkan.
Untuk mengelakkan keruntuhan teori Alam Semesta, Einstein memperkenalkan pemalar kosmologi - nilai yang membawa sistem kepada keadaan pegun yang diperlukan, tetapi pada masa yang sama sebenarnya dicipta, tidak mempunyai alasan yang jelas.
Meluaskan Alam Semesta
Pengiraan dan penemuan Friedman dan Hubble telah menunjukkan bahawa tidak ada keperluan untuk melanggar persamaan harmoni relativiti am dengan bantuan pemalar baharu. Ia telah terbukti, dan hari ini fakta ini boleh dikatakan tidak dapat diragui, bahawa Alam Semesta berkembang, ia pernah mempunyai permulaan, dan tidak boleh bercakap tentang pegun. Perkembangan selanjutnya kosmologi membawa kepada kemunculan teori big bang. Pengesahan utama andaian baru ialah peningkatan yang diperhatikan dalam jarak antara galaksi dengan masa. Ia adalah ukuran kelajuan penyingkiran antara satu sama lain sistem angkasa yang berjiran yang membawa kepada pembentukan hipotesis bahawa terdapat jirim gelap dan tenaga gelap.
Data tidak konsisten dengan teori
Fritz Zwicky pada tahun 1931, dan kemudian Jan Oort pada tahun 1932 dan pada tahun 1960-an, sedang mengira jisim jirim galaksi dalam gugusan yang jauh dan nisbahnya dengan kelajuan penyingkiran antara satu sama lain. Dari semasa ke semasa, saintis membuat kesimpulan yang sama: jumlah jirim ini tidak mencukupi untuk graviti yang dicipta olehnya dapat menahanbersama-sama galaksi bergerak pada kelajuan yang begitu tinggi. Zwicky dan Oort mencadangkan bahawa terdapat jisim tersembunyi, jirim gelap Alam Semesta, yang tidak membenarkan objek angkasa berselerak ke arah yang berbeza.
Walau bagaimanapun, hipotesis itu diiktiraf oleh dunia saintifik hanya pada tahun tujuh puluhan, selepas pengumuman hasil kerja Vera Rubin.
Dia membina lengkung putaran yang jelas menunjukkan pergantungan kelajuan pergerakan jirim galaksi pada jarak yang memisahkannya dari pusat sistem. Bertentangan dengan andaian teori, ternyata kelajuan bintang tidak berkurangan apabila mereka bergerak dari pusat galaksi, tetapi meningkat. Tingkah laku peneraju seperti itu hanya boleh dijelaskan dengan kehadiran halo dalam galaksi, yang dipenuhi dengan jirim gelap. Astronomi, oleh itu, berhadapan dengan bahagian alam semesta yang belum diterokai sepenuhnya.
Sifat dan komposisi
Gelap perkara seperti ini dipanggil kerana ia tidak dapat dilihat dengan sebarang cara sedia ada. Kehadirannya dikenali dengan tanda tidak langsung: jirim gelap mencipta medan graviti, sementara tidak memancarkan gelombang elektromagnet sepenuhnya.
Tugas paling penting yang timbul sebelum para saintis adalah untuk mendapatkan jawapan kepada persoalan tentang perkara ini. Ahli astrofizik cuba "mengisi"nya dengan jirim baryon biasa (jirim baryon terdiri daripada lebih kurang proton, neutron dan elektron yang dikaji). Lingkaran gelap galaksi termasuk bintang jenis padat dan memancar lemahkerdil perang dan planet besar yang berdekatan dengan Musytari secara jisim. Walau bagaimanapun, andaian ini tidak dapat diteliti. Jirim baryon, biasa dan dikenali, oleh itu tidak boleh memainkan peranan penting dalam jisim tersembunyi galaksi.
Hari ini, fizik sedang mencari komponen yang tidak diketahui. Penyelidikan praktikal saintis adalah berdasarkan teori supersimetri mikrokosmos, mengikut mana bagi setiap zarah yang diketahui terdapat pasangan supersimetri. Inilah yang membentuk jirim gelap. Walau bagaimanapun, tiada bukti kewujudan zarah sebegitu belum diperolehi, mungkin ini adalah perkara untuk masa terdekat.
Tenaga gelap
Penemuan jenis jirim baharu tidak menamatkan kejutan yang disediakan oleh Alam Semesta untuk saintis. Pada tahun 1998, ahli astrofizik mempunyai peluang lagi untuk membandingkan data teori dengan fakta. Tahun ini ditandai dengan letupan supernova di galaksi yang jauh dari kita.
Ahli astronomi mengukur jarak ke sana dan amat terkejut dengan data yang diperoleh: bintang itu menyala lebih jauh daripada yang sepatutnya mengikut teori sedia ada. Ternyata kadar pengembangan alam semesta meningkat mengikut masa: kini ia jauh lebih tinggi daripada 14 bilion tahun yang lalu, apabila letupan besar sepatutnya berlaku.
Seperti yang anda tahu, untuk mempercepatkan pergerakan badan, ia perlu memindahkan tenaga. Daya yang menyebabkan alam semesta mengembang lebih cepat telah dikenali sebagai tenaga gelap. Ini adalah bahagian kosmos yang tidak kurang misteri daripada jirim gelap. Ia hanya diketahui bahawa ia adalah ciripengedaran seragam di seluruh alam semesta, dan kesannya hanya boleh didaftarkan pada jarak kosmik yang besar.
Dan sekali lagi pemalar kosmologi
Tenaga gelap telah menggegarkan teori letupan besar. Sebahagian daripada dunia saintifik ragu-ragu tentang kemungkinan bahan sedemikian dan pecutan pengembangan yang disebabkan olehnya. Sesetengah ahli astrofizik cuba menghidupkan semula pemalar kosmologi Einstein yang terlupa, yang sekali lagi dari kategori kesilapan saintifik besar boleh masuk ke dalam bilangan hipotesis kerja. Kehadirannya dalam persamaan mewujudkan anti-graviti, membawa kepada pecutan pengembangan. Walau bagaimanapun, beberapa akibat daripada kehadiran pemalar kosmologi tidak bersetuju dengan data pemerhatian.
Hari ini, jirim gelap dan tenaga gelap, yang membentuk sebahagian besar jirim di alam semesta, adalah misteri bagi saintis. Tiada jawapan tunggal untuk soalan tentang sifat mereka. Lebih-lebih lagi, mungkin ini bukan rahsia terakhir yang disimpan oleh ruang daripada kita. Bahan gelap dan tenaga mungkin menjadi ambang penemuan baharu yang boleh mengubah pemahaman kita tentang struktur Alam Semesta.
