Темна материја

Теоретско моделирање на податоците од Големиот хадронски судирач: сигнатура на Хигсовиот бозон при судир на протони, кои се распаѓаат на млазови од хадрони и електрони.

Темна материја — поим од астрофизиката и космологијата, кој означува материја со непознат состав, која е недостапна за набљудување со современите методи, бидејќи не зрачи и не одбива светлина. За постоењето на темната материја се заклучува од посредни податоци, добиени од нејзиното гравитациско влијание врз видливата материја.

Вовед

Поимот „темна материја“ настанува поради потребата да се објасни огромната разлика меѓу вкупното количество материја, пресметано врз основа на гравитациските сили, и количеството светлечка материја, пронајдено со непосредни набљудувања. Масата на светлечката материја е недоволна за да се објаснат следниве појави:

• брзината на вртење на галаксиите околу нивните сопствени центри и околу центрите на галактичките јата;
• гравитациските леќи од галактичките јата (на пр., јатото „Куршум“);
• температурната распределба на жешкиот гас во галаксиите и јатата.

Темната материја игра клучна улога во структурата на вселената и образувањето на материја по Големата експлозија, и влијае мерливо врз анизотропијата на реликтовото зрачење. Постоењето на темната материја решава низа проблеми во теоријата на Големата експлозија.

Составот на темната материја не е познат. Можно е таа да се состои од нови елементарни честички, како вимпови, аксиони и обични или тешки неутрина. Исто така, можно е да е составена од астрономски тела како џуџести ѕвезди и планети — обично масивни компактни тела од ореол; облаци од несветлечки гас.

Современите докази најубедливо укажуваат на моделите во кои главната состојка на темната материја е нов вид честички, општо наречени небарионска темна материја.

Масата на темната материја е поголема од масата на видливата материја. Денес, густината на обичните бариони и фотони во вселената се проценува на 1 атом на водород на кубен метар простор. Видливи се само околу 4 % од вкупната густина на енергијата на вселената, а остатокот се проценува посредно, преку неговото гравитациско влијание. Се претпоставува дека темната материја е околу 22 %, а останатите 74 % се состојат од темна енергија — уште една почудна, рамномерно распределена состојка во вселената. Тешко набљудуваната барионска материја придонесува за масата на темната материја, но тоа е само мал дел.

Определувањето на природата на оваа маса што недостига е еден од најважните проблеми на современата космологија и квантната физика. Според некои научници, имињата „темна материја“ и „темна енергија“ се само израз на нашето незнаење за ова прашање — исто како натписот Тerra incognita на белите полиња на древните карти.

Надворешни врски

• Lecture on dark matter. [Video]. IAS. https://www.ias.edu/video/the-fifth-element. 
• Gray, Meghan; Merrifield, Mike; Copeland, Ed (2010). Haran, Brady (уред.). „Dark Matter“. Sixty Symbols. University of Nottingham.