Одним из самых необычных фактов о вселенной, который может удивить даже опытного астронома, является то, что 80% материи во вселенной остается невидимой и неощущаемой для нас. Эта загадочная субстанция называется темной материей.

Темная материя не излучает и не поглощает свет, что делает ее обнаружение крайне сложным. Мы можем лишь косвенно судить о ее существовании по гравитационным эффектам, которые она оказывает на видимую материю, радиацию и структуру вселенной. Например, наблюдая за галактиками и галактическими скоплениями, астрономы заметили, что скорость вращения галактик слишком высока, чтобы их масса могла быть объяснена только видимой материей.

Чтобы лучше понять, как это работает, рассмотрим следующий пример:

• Когда астрономы наблюдают за галактиками, они фиксируют скорость их вращения.
• Согласно законам Ньютона, эта скорость должна зависеть от массы галактики: чем больше масса, тем быстрее она должна вращаться.
• Однако измерения показывают, что галактики вращаются с гораздо большей скоростью, чем это возможно, если учитывать только видимую материю.

Это явление заставило астрономов предположить, что в галактиках скрыта большая часть массы в виде темной материи. Несмотря на то, что она не может быть непосредственно обнаружена, ее влияние на гравитацию можно наблюдать.

Еще более удивительным является то, что темная материя может составлять около 27% всей энергии и материи во вселенной! В то время как видимая материя, включая звезды, планеты и галактики, составляет лишь около 5%. Остальная часть, примерно 68%, это темная энергия, еще одна загадочная форма энергии, которая, как считается, отвечает за ускорение расширения вселенной.

Темная энергия и темная материя — это две из самых больших загадок в астрономии и физике. Исследования продолжаются, и ученые пытаются найти способы их изучения. Например, существует множество экспериментов, направленных на прямое обнаружение частиц темной материи, такие как LUX-ZEPLIN и CDMS.

Темная материя также может влиять на структуру вселенной на больших масштабах. Она играет ключевую роль в образовании галактик и галактических скоплений, помогая формировать «космическую паутину», которая является основной структурной единицей вселенной. Эта паутина состоит из галактик и скоплений, соединенных тонкими нитями темной материи.

Несмотря на то что темная материя остается невидимой, ее влияние можно увидеть в распределении галактик и в гравитационном линзировании. Гравитационное линзирование — это эффект, при котором свет от удаленных объектов искривляется под воздействием гравитационного поля массивных объектов, таких как скопления галактик, содержащие темную материю. Это позволяет астрономам «взглянуть» на распределение темной материи в космосе.

Таким образом, необычность темной материи заключается в том, что она составляет большую часть всей материи во вселенной, в то время как мы не можем ее увидеть или обнаружить обычными методами. Это открывает двери для множества вопросов и исследований. Что это за частицы? Как они взаимодействуют с обычной материей? Каковы их свойства? Эти вопросы остаются открытыми, и их решение может привести к революционным открытиям в области космологии и физики.

Таким образом, темная материя — это лишь один из многих необычных фактов о нашей вселенной, который подчеркивает, насколько мало мы на самом деле знаем о своем окружении и о самой вселенной.