חוקרים מחפשים חומר שהם אפילו לא יודעים אם הוא קיים: חומר אפל. לאחר שלוש שנים של שיפוץ, מאיץ החלקיקים הגדול בעולם הוחזר לפעולה כדי לפתור את התעלומה. כי בלי חומר אפל, תורת היחסות של איינשטיין לא עובדת כמו שצריך - זוועה לכל הפיזיקאים.
הדבר החשוב ביותר בחומר אפל
עם המאיץ החלקיקים הגדול בעולםמאז הקיץ, מדענים מחפשים את החומר המסתורי ביותר בעולם:חומר אפל.
המאיץ הדרון גדולמאפשרגרעין האטוםכמעט עםמהירות האורלְהִתְנַגֵשׁ. זה תמיד יוצר את הקטן ביותר,חלקיקים שלא נראו מעולם. פיזיקאים מקווים להשתמש בזה כדי למצוא את מרכיבי החומר האפל.
פיזיקאים עומדים מולךחִידָה: כנראה שישאין מספיק כוכביםלעשות זאתעוֹלָםלהחזיק ביחד. את הגירעון ניתן לייחס לפעמיםהמבנים הגדולים ביותר ביקוםצפו: גלקסיות. התנועות שלהם בחלל אינן תואמות את אלהחוקי הכבידה.
לפי מדידות של אסטרונומים, אנחנו יכולים לעשות רק דבר אחד עם המכשירים שלנוהשישי של הענייןלראות שקיימים ביקום. לא מספיק לתיאוריות כמו זו הכלליתתורת היחסותמהמוחאלברט איינשטייןפוּנקצִיָה.
זה האחדאמא של כל שאלות הפיזיקה: איפה כל העניין? ישאיינשטייןאולי מחושב לא נכון? כך שהמשוואותלעלות, מדענים מניחים שהעניין הזה קיים, אבל אנחנו לא רואים אותו.
כמעט במהירות האור: ציד אחר חומר אפל
כיצד ניתן לזהות חומר אפל?
👨🦯 בעיה: עד כאן ישאין ראיות ישירותעבור הקיום של חומר אפל. בניגוד לחומר המקובל, הוא משדראין אורואינו בולע אף אחד. זה יכול להיות מושגת רק בעקיפין באמצעותהשפעות של כוח הכבידהלְהַכִּיר.
🔦 מדענים מחפשים לכןחלקיקים, שאינם מתנהגים כמו חומר גלוי, אך בנסיבות קיצוניות עלולים ליצור אינטראקציה עם "העולם שלנו".
⚒️ תשומת לב סופר רגישה: עם זהקרניים קוסמיותכדי להימנע מלהפריע לגלאים הרגישים שלהם, פיזיקאים ניסויים אוהבים לבנות את המכשירים שלהם בבניינים לשעברמוקשיםעמוק בפניםהרים עצומים.
❓ או: אולי אפילו ישללא חומר אפל. במקום זה יש אחדפַּעַרבתורת היחסות. פירושו: כוח הכבידה ישמאפייניםשאנחנו עדיין לא יודעים.
טריק של פיזיקה: תחזיות תיאורטיות
חומר לא ידוע: ממה עשוי חומר אפל להיות עשוי
🥶 רעיון של מדענים: החומר האפל מורכב מגז קר כקרחאוֹשטאוב, כך שהגלאים שלטלסקופיםלא יכול ללכוד אותם. אבל: הקרינה מהכוכבים הייתה בהכרח מחממת עננים כאלה לאורך זמן - לכן הם היו נראים להרבה זמן.
🪐 יש כוכבים שמאירים באור בלתי נראה. עם זאת, יש כאלה"גמדים חומים"הזכירו גרמי שמים לא מספיק כדיחוסר כוח משיכהלגרום.
🍹 לכן יש לחוקרים רביםחלקיקים אקזוטייםמוצעים: פרמיוני מיורנה, נויטרינו סטריליים וניטרלינו LSP. עם זאת, אף אחד מהם לא הוכח כפתרון משכנע.
מדוע החומר האפל כל כך חשוב ליקום
כנראה שגם לחומר האפל יש את זהקוסמוס שנבנה. היקום דומה במקצת לאחדחדר מלא בקורי עכביש. במקום קורי עכביש, לעומת זאת, יש אינספור כאלהצבירי גלקסיותהרשתות. זֶה"פילמנטים"מבנים שהוזכרו"ריקים", מרחבים ענקיים, כמעט ריקים שלבקוטר של מאות מיליוני שנות אור.
אסטרופיזיקאים מאמינים שהחללים הללו, הנקראים חללים, גדולים מדי מכדי שגלקסיות יעפו על פני היקום למיקומן הנוכחי מאז המפץ הגדול. לכן הם צריכים להיות פחות או יותרנוצר במקוםלִהיוֹת.
הבעיה. לדברי מדענים רבים, החומר הגלוי היהמופץ באופן שווה מדי, כדי ליצור את המבנה דמוי קורי העכביש הזה. הפתרון שהצעת: לחומר האפל היה את זה איכשהויד ברשת!
השוואה בין מציאות לתיאוריה: החומר האפל גורם לגלקסיות להסתובב מהר יותר
תוכן חיצוני
תוכן זה מגיע מספקים חיצוניים כמו פייסבוק, אינסטגרם או יוטיוב. אנא הפעל מודעות ותוכן מותאמים אישית וכן לספקים מחוץ לתקן CMP כדי להציג תוכן זה.
גלקסיות בולטות: יותר מדי מהירות ומסה קטנה מדי
👴קבצי חומר אפללא פתורה: הבעיה מטרידה את האסטרופיזיקה מאזשנות ה-30.
🤹🏻 באותה תקופה, האסטרונום ההולנדי יאן הנדריק אורט טרח כדישטרן, למדידת ענני אבק וגז בגלקסיה.
🌌 תוצאה: המסהimמרכז הגלקסיותלא התאים לזהמְהִירוּת, שאיתו הזרועות ספירליותמסתובב סביב המרכז. הם היו מהירים מדי.
⚖️ רקע: המסה במרכז גלקסיה חייבתבאיזוןעם מהירות המסלול של הכוכבים החיצוניים שלהם. אחרת הם היו נמשכים על ידי כוח הכבידהליפול לכיוון האמצעאוֹנזרק מהגלקסיהלִהיוֹת.
✨ Déjà vu: אסטרונומים זיהו את אותה שגיאהאוספים של אלפי גלקסיות. המסה המשולבת של צבירי גלקסיות מסתובבים אינה מספיקה כדי להחזיק אותם יחד.
חומר אפל כפרויקט אמנותי
חומר אפל יש אפילו שםלאמנותלִהיוֹת. האמן ההולנדי Thijs Biersteker הופיע בדבלין, אירלנד בשנת 2020התקנת עדשות זזותוהחזרי אור מנסים להפוך את החומר האפל ל"נראה". עם זאת, זה מיועד למדעניםבמקרה הטוב נחמד להסתכל.
תוכן חיצוני
תוכן זה מגיע מספקים חיצוניים כמו פייסבוק, אינסטגרם או יוטיוב. אנא הפעל מודעות ותוכן מותאמים אישית וכן לספקים מחוץ לתקן CMP כדי להציג תוכן זה.