by Kas patiesībā veido mūsu Visumu? Šis jautājums ir viens no lielākajiem zinātnes noslēpumiem. Mēs redzam planētas, zvaigznes un galaktikas, bet tas viss ir tikai niecīga daļa no kosmosa kopējās masas un enerģijas. Pēc mūsdienu zinātnieku aprēķiniem, tikai 5% Visuma ir redzamā matērija, savukārt pārējie 95% sastāv no tumšās matērijas un tumšās enerģijas – parādībām, kuras mēs nevaram tieši ieraudzīt vai izmērīt, bet kuru ietekmi jūtam katru dienu, pētot galaktiku kustību un kosmosa izplešanos.
Tumšā matērija – neredzamais skelets
Tumšā matērija darbojas kā neredzams skelets, kas satur kopā galaktikas. Ja pastāvētu tikai redzamā masa, daudzas galaktikas vienkārši “izjūktu” un nespētu griezties tik ātri, kā mēs tās redzam. Zinātnieki, izmantojot gravitācijas aprēķinus, konstatē, ka galaktikās trūkst līdz pat 80% masas, lai izskaidrotu novēroto kustību.
- Tumšā matērija neizstaro un neabsorē gaismu, tāpēc ar teleskopiem to redzēt nav iespējams.
- Iespējamie kandidāti:
- WIMPs (vāji mijiedarbojošās masīvās daļiņas),
- aksioni – teorētiskas daļiņas, kas varētu būt ļoti vieglas un bieži sastopamas,
- vai arī kāda pavisam jauna fizikas teorija, kas vēl nav atklāta.
Lai atrastu pierādījumus, tiek izmantoti pazemes detektori, kas izvietoti dziļi kalnos vai raktuvēs, lai tos pasargātu no kosmiskā starojuma. Tie gaida ārkārtīgi retus brīžus, kad tumšās matērijas daļiņa varētu sadurties ar parasto atomu.
Tumšā enerģija – spēks, kas atgrūž
Ja tumšā matērija satur kopā galaktikas, tad tumšā enerģija ir spēks, kas stumj Visumu uz āru.
1998. gadā divas astronomu komandas atklāja, ka tālās supernovas atrodas tālāk nekā gaidīts – tas nozīmē, ka Visuma izplešanās nevis palēninās gravitācijas ietekmē, bet paātrinās.
Šo paātrinājumu zinātnieki skaidro ar tumšo enerģiju – dīvainu un maz saprotamu spēku, kas pārvalda ap 68% no Visuma.
Tā ir kā neredzama “antigravitācija”, kas nosaka kosmosa nākotni: vai tas turpinās izplesties mūžīgi, vai arī kādā brīdī mainīsies tā liktenis.
Visuma sastāvs
Lai labāk izprastu šo noslēpumu, zinātnieki ir aprēķinājuši kosmosa “bilanci”:
- 5% – redzamā matērija (zvaigznes, planētas, cilvēki)
- 27% – tumšā matērija
- 68% – tumšā enerģija
Šie dati nozīmē, ka gandrīz viss, kas mums pazīstams – no mūsu ķermeņiem līdz planētām un galaktikām – ir tikai sīks fragments no Visuma īstā satura.
Kā tiek meklēta atbilde?
- CERN Lielais Hadronu Paātrinātājs cenšas radīt vai atklāt tumšās matērijas daļiņas.
- Kosmiskie teleskopi (piemēram, James Webb un drīzumā Vera Rubin observatorija) analizē galaktiku sadalījumu, lai pētītu tumšās enerģijas efektu.
- Gravitācijas lēcas – kad tālu galaktiku gaismu izliec tumšā matērija, astronomi var aprēķināt tās klātbūtni un sadalījumu.
Noslēpums, kas mainīs visu
Tumšās matērijas un tumšās enerģijas izpēte nav tikai akadēmisks jautājums – tas ir mēģinājums izprast realitātes pamatus. Atklājot šo noslēpumu, mēs varētu ieraudzīt jaunas dabas likumu dimensijas, iegūt jaunu enerģiju un saprast, kāds ir Visuma galīgais liktenis – vai tas paplašināsies mūžīgi, sabruks atpakaļ vai pārvērtīsies pavisam jaunā kosmiskā formā.
