A sötét anyag mégsem bocsát ki az interakciói során gammasugarakat? - Egy új tanulmány mérési eredményei alaposan ellentmondanak annak, amit eddig feltételeztünk erről a láthatalan matériáról.
A rejtélyes sötét anyag sajnos közvetlenül nem figyelhető meg. Legalábbis eddig még senkinek nem sikerült ez a mutatvány - valószínűleg nem is fog. Pont ezért régóta borzolja a tudomány kedélyét a sötét anyag mibenléte, alig tudunk róla pár dolgot. Semmilyen elektromágneses sugárzást nem bocsát ki és nem nyel el, a jelenlétére csak a látható anyagra és a háttérsugárzásra kifejtett gravitációs hatásból következtethetünk. Ugyanakkor fontos lenne sokkal alaposabban megismernünk, mert a Világmindenség tömegének mindössze mintegy 4%-át alkotja a megfigyelhető anyag, kb. 22% a sötét anyag aránya, és kb. 74% a sötét energia. Egyelőre nincs túl sok szerencsénk a kutakodásaink során, sőt gyakran érzik úgy az asztrofizikusok, hogy a sötét anyag csupán játszadozik velük. Ahogy szorgalmasan gyűjtögetik az egyik adott tulajdonságára utaló implicit bizonyítékokat, a későbbi, új bizonyítékok már egészen mást sugallnak. Így történt ez egy nemrégiben közzétett tanulmány esetén is, mely dolgozat azt vette górcső alá, hogyan viselkedhet a galaxisunk központjánál fellelhető sötét anyag.
Bizonyára sok olvasóm nem érti, miért ilyen piszkosul nehéz tanulmányoznunk ezt a láthatatlan matériát. Mindez arra a tényre vezethető vissza, hogy a sötét anyagot egyelőre kizárólag közvetett módon lehet tanulmányoznunk, mivel nem lép kölcsönhatásba a fénnyel, és közvetlenül még soha nem észleltünk egyértelműen bizonyítható módon sötét anyag részecskéket. A sötét anyag létezését először Jacobus Kapteyn holland csillagász feltételezte majdnem 100 éve, 1922-ben. A rejtélyes matériával kapcsolatos új hipotézist Kapteyn munkatársa, Jan Oort részletesebben is kifejtette 1932-ben a Tejútrendszerre vonatkozó megfigyelései alapján. Az elméleti elképzeléseket Fritz Zwicky svájci asztrofizikus 1934-ben gyakorlati detektálásokkak is igazolta a Coma galaxishalmaz vizsgálata nyomán. A galaxishalmaz peremén levő galaxisok sebességéből, a galaxishalmaz fényességéből, valamint a galaxisok száma alapján két tömegbecslést kalkulált ki. A kettőt összehasonlítva tűnt szembe számára, hogy a sebességeloszlásból számított tömeg 400-szor nagyobb, mint a távcsővel mért. Ezért volt szükség bevezetni a sötét anyag fogalmát az asztrofizikában, ami ugyan bármilyen hullámhosszon vizsgálódó távcsővel láthatatlan számunkra, viszont elég nagy tömeggel rendelkezik ahhoz, hogy a megfigyelt sebességeloszlással hírt adjon magáról.
A cseresznye a habon pedig az volt, mikor Vera Rubinnak azt sikerült megmérnie, hogy az Androméda galaxis korongjában, a központból kifelé haladva hogyan változik a csillagok keringési sebessége. A klasszikus newtoni mechanika szabályai szerint a csillagok sebességének bentről kifelé haladva csökkennie kellene. A mérési eredmények viszont azt mutatták, hogy a csillagok sebessége a központi magtól kifelé majdnem hogy egyforma. Ez alapvetően azért baj, mert a keringésből származó centrifugális erő a csillagokat kihajítaná a galaxisból, mivel egyedül a gravitációs erő áll ellen ennek, ám az Androméda galaxis általunk "látható" anyagmennyisége nem generál akkora vonzáseffektust. Így valami másnak kell a galaxisban egyben tartania a csillagokat. Ez vagy egy eddig nem ismert erő, vagy rettenetesen sok, számunkra láthatatlan anyag (pl fekete lyukak) a galaxis külső régiójában. A mérési eredményeket Vera Rubin több, más galaxison is elvégezte, (összesen 200 mérése volt) és mindenhol ugyanezt az eredményt kapta, tehát ez nem specifikus anomália lokálisan az Andromédában, hanem minden galaxisban észlelhető a jelenség. Vagyis logikusnak tűnik feltételeznünk egy láthatatlan matériát, és annak az elemzésével, hogy a galaxisok hogyan viselkednek a gakaxishalmazokban, és a sötét anyag gravitációja hogyan lép kölcsönhatásba a fénnyel, azt már tudjuk, hogy a sötét anyag hidegnek tekinthető, és leginkább ott található meg, ahol a galaxisok összetömörülnek. Azonban ezen túl a dolgok egyre zavarosabbá válnak.
A rejtélyes sötét anyag sajnos közvetlenül nem figyelhető meg. Legalábbis eddig még senkinek nem sikerült ez a mutatvány - valószínűleg nem is fog. Pont ezért régóta borzolja a tudomány kedélyét a sötét anyag mibenléte, alig tudunk róla pár dolgot. Semmilyen elektromágneses sugárzást nem bocsát ki és nem nyel el, a jelenlétére csak a látható anyagra és a háttérsugárzásra kifejtett gravitációs hatásból következtethetünk. Ugyanakkor fontos lenne sokkal alaposabban megismernünk, mert a Világmindenség tömegének mindössze mintegy 4%-át alkotja a megfigyelhető anyag, kb. 22% a sötét anyag aránya, és kb. 74% a sötét energia. Egyelőre nincs túl sok szerencsénk a kutakodásaink során, sőt gyakran érzik úgy az asztrofizikusok, hogy a sötét anyag csupán játszadozik velük. Ahogy szorgalmasan gyűjtögetik az egyik adott tulajdonságára utaló implicit bizonyítékokat, a későbbi, új bizonyítékok már egészen mást sugallnak. Így történt ez egy nemrégiben közzétett tanulmány esetén is, mely dolgozat azt vette górcső alá, hogyan viselkedhet a galaxisunk központjánál fellelhető sötét anyag.
Bizonyára sok olvasóm nem érti, miért ilyen piszkosul nehéz tanulmányoznunk ezt a láthatatlan matériát. Mindez arra a tényre vezethető vissza, hogy a sötét anyagot egyelőre kizárólag közvetett módon lehet tanulmányoznunk, mivel nem lép kölcsönhatásba a fénnyel, és közvetlenül még soha nem észleltünk egyértelműen bizonyítható módon sötét anyag részecskéket. A sötét anyag létezését először Jacobus Kapteyn holland csillagász feltételezte majdnem 100 éve, 1922-ben. A rejtélyes matériával kapcsolatos új hipotézist Kapteyn munkatársa, Jan Oort részletesebben is kifejtette 1932-ben a Tejútrendszerre vonatkozó megfigyelései alapján. Az elméleti elképzeléseket Fritz Zwicky svájci asztrofizikus 1934-ben gyakorlati detektálásokkak is igazolta a Coma galaxishalmaz vizsgálata nyomán. A galaxishalmaz peremén levő galaxisok sebességéből, a galaxishalmaz fényességéből, valamint a galaxisok száma alapján két tömegbecslést kalkulált ki. A kettőt összehasonlítva tűnt szembe számára, hogy a sebességeloszlásból számított tömeg 400-szor nagyobb, mint a távcsővel mért. Ezért volt szükség bevezetni a sötét anyag fogalmát az asztrofizikában, ami ugyan bármilyen hullámhosszon vizsgálódó távcsővel láthatatlan számunkra, viszont elég nagy tömeggel rendelkezik ahhoz, hogy a megfigyelt sebességeloszlással hírt adjon magáról.
A cseresznye a habon pedig az volt, mikor Vera Rubinnak azt sikerült megmérnie, hogy az Androméda galaxis korongjában, a központból kifelé haladva hogyan változik a csillagok keringési sebessége. A klasszikus newtoni mechanika szabályai szerint a csillagok sebességének bentről kifelé haladva csökkennie kellene. A mérési eredmények viszont azt mutatták, hogy a csillagok sebessége a központi magtól kifelé majdnem hogy egyforma. Ez alapvetően azért baj, mert a keringésből származó centrifugális erő a csillagokat kihajítaná a galaxisból, mivel egyedül a gravitációs erő áll ellen ennek, ám az Androméda galaxis általunk "látható" anyagmennyisége nem generál akkora vonzáseffektust. Így valami másnak kell a galaxisban egyben tartania a csillagokat. Ez vagy egy eddig nem ismert erő, vagy rettenetesen sok, számunkra láthatatlan anyag (pl fekete lyukak) a galaxis külső régiójában. A mérési eredményeket Vera Rubin több, más galaxison is elvégezte, (összesen 200 mérése volt) és mindenhol ugyanezt az eredményt kapta, tehát ez nem specifikus anomália lokálisan az Andromédában, hanem minden galaxisban észlelhető a jelenség. Vagyis logikusnak tűnik feltételeznünk egy láthatatlan matériát, és annak az elemzésével, hogy a galaxisok hogyan viselkednek a gakaxishalmazokban, és a sötét anyag gravitációja hogyan lép kölcsönhatásba a fénnyel, azt már tudjuk, hogy a sötét anyag hidegnek tekinthető, és leginkább ott található meg, ahol a galaxisok összetömörülnek. Azonban ezen túl a dolgok egyre zavarosabbá válnak.
de már ő sem a régi kell egy másik alternatíva is