Es sieht so aus, als ob dunkle Materie erhitzt und bewegt werden kann.

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Sieh dir eine Galaxie an, was siehst du da? Wahrscheinlich viele Sterne. Nebel auch. Und das ist es wahrscheinlich auch. Eine ganze Reihe von Sternen und Gasen in einer Vielzahl von bunten Sortimenten; ein Genuss für das Auge. Und unter diesen Sternen begraben, wenn man genau hinsieht, findet man Planeten, schwarze Löcher, weiße Zwerge, Asteroiden und alle möglichen Arten von klobigen Kleinigkeiten und Enden. Das übliche galaktische Milieu.

Was du nicht sehen würdest, ist, woraus die meisten dieser Galaxien wirklich bestehen. Man würde das Unsichtbare, das Verborgene nicht sehen. Du würdest nicht den Großteil dieser galaktischen Masse sehen. Du würdest die dunkle Materie nicht sehen.

Dunkelheit ist das Wichtigste

Dunkle Materie ist eine hypothetische Form der Materie, und in dieser Hypothese schwimmst du gerade darin. Soweit wir auf der Grundlage jahrzehntelanger sorgfältiger, akribischer Beobachtungen von allem, von der Bewegung der Sterne innerhalb der Galaxien über die Bewegung der Galaxien innerhalb der Cluster bis hin zu den frühen Momenten des Urknalls und dem Wachstum der Struktur im gesamten Universum (d.h. wir haben wirklich hart daran gearbeitet), erkennen können, ist unser Kosmos nicht das, was an der Oberfläche erscheint.

Das Hauptergebnis: Die meisten Rohmaterialien in unserem Universum interagieren einfach nicht mit Licht. Sein üblicher Name ist „dunkle Materie“, aber ein besserer Name könnte unsichtbare Materie sein. Wir sind uns nicht ganz sicher, was es ist (wir arbeiten immer noch an diesem Teil), aber die dunkle Materie scheint eine Art mikroskopisches Teilchen zu sein, das jede Galaxie überflutet und sie mit zusätzlicher Masse füllt. Da diese dunkle Materie nicht mit dem Licht interagiert, fühlt sie nichts mit der elektromagnetischen Kraft zu tun, d.h. sie durchläuft einfach die normale Materie, ohne ein einziges Mal etwas zu bemerken oder zu beachten.

Das Gewicht von nichts

So mächtig diese dunkle Materie auch in Bezug auf die Erklärung tiefer und verwirrender Probleme des Universums ist, sie hat einige Schwächen. Vor allem, wenn Astrophysiker Computersimulationen des Wachstums von Galaxien durchführen – ihre Entstehung und Entwicklung im Laufe von Milliarden von Jahren mit all der bekannten Physik, die eine Galaxie zu einer Galaxie machen, verfolgen – stellen sie fest, dass die dunkle Materie dazu neigt, sich wirklich, wirklich, wirklich bis zu obszön hohen Dichten im Zentrum dieser Galaxien zu verdichten.

Das ist eine gute und gute Vorhersage für sich allein, aber sie passt nicht ganz zu den Beobachtungen. Während wir die dunkle Materie nicht direkt sehen können (denken Sie daran: unsichtbar), können wir ihre Auswirkungen auf alles andere sehen, einschließlich der normalen Materie. Die dunkle Materie spielt vielleicht nicht das elektromagnetische Spiel, aber sie spricht mit der Schwerkraft, denn die Schwerkraft ist superfreundlich und kann mit jedem Hauch von Masse und Energie im gesamten Universum sprechen.

Wenn Sie also eine Galaxie mit dunkler Materie füllen und die dunkle Materie dazu neigt, sich in der Mitte zu verklumpen, dann wird es im Zentrum der Galaxie viel Gewicht geben, das das umgebende Gas ansaugt. Wenn dieses Gas auf den Kern komprimiert wird, wird es schrumpfen und zusammenbrechen, was massive Sternentstehungsereignisse auslöst und Würfe neuer Sterne hervorbringt.

Mit anderen Worten, die Kerne von Galaxien sollten Haufen auf molekularen Haufen von Gas und Sternen haben. Und obwohl galaktische Zentren in der Tat sehr reich an Orten sind, sind sie nicht so reich.

Die Schlussfolgerung, dass die banale Vorhersage über das Verhalten der Dunklen Materie in galaktischen Kernen nicht die ganze Geschichte ist. Da wir so viele andere gute Gründe haben, zu glauben, dass dunkle Materie eine Sache ist, stellt sich die Frage: Was treibt sie aus dem Kern?

Die Dinge aufrütteln

Gib zehn theoretischen Physikern ein Problem und sie werden ein Dutzend Lösungen finden. Und im Falle der „Leichtsinnigkeit“ der Kerne der dunklen Materie haben sie es geschafft, alle möglichen lustigen Erklärungen herauszubringen. Vielleicht ist die dunkle Materie exotischer, als wir dachten, und in der Lage, durch eine neue fünfte Naturkraft leicht mit sich selbst zu interagieren und sich im Kern zu glätten. Vielleicht ist die dunkle Materie nur ein bisschen natürlich warm und energetisch und hat es schwer, sich im Zentrum zu bündeln.

So cool diese Optionen auch sind, vielleicht ist die Erklärung etwas Alltäglicheres. Die dunkle Materie kann das Verhalten der normalen Materie über die Schwerkraft beeinflussen, und das gleiche gilt umgekehrt. Obwohl sie wesentlich weniger sperrig sind als ihre dunklen Gegenstücke, kann die regelmäßige Materie unseres Universums alles andere zerren und ziehen und verteilen, wenn auch nur ein winziges bisschen.

Vor kurzem untersuchte ein Team von Astronomen mehrere Populationen von Zwerggalaxien, bei denen der Zusammenhang zwischen dunkler und normaler Materie am einfachsten untersucht werden konnte. Sie benutzten diese Proben, um nach beliebigen Beziehungen zwischen Sternenbildung und zentraler Dichte zu suchen. In diesem Szenario, wenn eine Galaxie eine Menge neuer Sternentstehung erlebte, die explosive Supernova-Winde und andere temperamentvolle Ausbrüche auslöste, dann würde das viel normale Materie aus dem Kern treiben, und die Schwerkraft würde ihr Ding tun und etwas von der dunklen Materie zusammen mit dem normalen Zeug ziehen.

Die Studie ergab ein faszinierendes Ergebnis: Zwerggalaxien mit vielen neuen Sternentstehungen („neu“ war in den letzten sechs Milliarden Jahren) hatten eine glattere zentrale Dichte, während ihre weniger aktiven Geschwister viel unberechenbarer in ihren Zentren waren und diese Hypothese favorisierten, dass normale Materie tatsächlich die Dunkelheit beeinflussen kann. Obwohl dies das Rätsel um die Natur der Dunklen Materie nicht vollständig löst, ist es ein wesentlicher Schritt nach vorne.

tekk.tv

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