Насамперед розпочну з кількох ідей:
- Баріонова матерія : Баріони - це елементарні частинки, що складаються з 3 кварків. Сюди входять протони та нейтрони, а термін баріонова речовина відноситься до речовини, виготовленої з баріонів, таких як атоми. Приклади непарионної речовини включають нейтрино, вільні електрони та інші екзотичні речовини.
- Такі речі, як планети, зірки, пил тощо, складаються з атомів і тому класифікуються як баріонова матерія.
Тепер, як ми знаємо, що темна речовина присутня у Всесвіті?
Астрономи вимірюють гравітаційне тяжіння галактик та галактичних груп / кластерів на основі того, як поводяться об'єкти під час взаємодії з цими об'єктами. Деякі приклади цього включають відливання газу / пилу від припливів, орбіту зірок у галактиці та гравітаційне лінзування далекого світла від великого скупчення. За допомогою цього вони визначають масу галактики (або групи галактик). Ми також можемо визначити масу галактики чи групи, поглянувши на неї і склавши масу всіх об'єктів (наприклад, зірок, пилу, газу, чорних дір та інших баріонових речовин). Хоча ці методи обидва дають нам наближення, зрозуміло, що гравітаційна маса галактик і груп перевищує баріонівську масу в 10-100.
Коли астрофізики вперше знайшли це явище, їм довелося придумати правдоподібне пояснення, тож вони припустили, що існує якась нова, невидима речовина, яка називається темною речовиною. (Убік: деякі астрофізики також придумали інші пояснення, такі як модифікована гравітація, але поки що темна матерія робить найкращу роботу при поясненні спостережень).
Гаразд, тепер, звідки ми знаємо, що темна матерія - це не якась баріонова матерія?
Є кілька причин, з яких астрофізики знають, що темна речовина є баріонічною. Перш за все, якщо всі зірки в галактиці світяться на нагрітому об'єкті, ця тепло викликає викид випромінювання, зване тепловим випромінюванням , і кожен (баріонів) об'єкт вище нуля кельвіна (або -273,14 град. Цельсія) випромінює це випромінювання. Однак темна речовина взагалі не випромінює жодного випромінювання (звідси назва темна!)
Якщо темна речовина була баріонічною, це також означало б, що вона може стати випромінювальною світлом. Якби ми отримали грудку баріонічної речовини * і помістили її в простір, вона би гравітаційно скоротилася і в кінцевому підсумку утворювала б зірку або чорну діру ** - і те, і інше ми могли б побачити.
Таким чином, з - за цих причин темної матерії в галактиках і галактик груп / кластерів може не бути баріонів, і тому не можуть бути планети, мертві зірки, астероїди і т.д. Було б безумовно не бути планети , оскільки немає ніякого способу 10-100 раз в маса зірок у галактиці була б планетами, оскільки механізм створення планет покладається на наднові, а кількість наднових, необхідних для багатьох планет, було б занадто великим, щоб відповідати нашим спостереженням. Я сподіваюся, що це відповіло на ваше запитання!
* за умови, що згуст баріонової речовини був великим, і кількість, яка є в галактиках, безумовно, є!
** ми не спостерігаємо чорних дір безпосередньо, але можемо бачити випромінювання від їх накопичувальних дисків.