Mokslininkai jau seniai žino, kad didelė dalis Visatos materijos yra paslaptinga ir nematoma. Šią nematomą medžiagą vadiname tamsiąja materija, ji sudaro daugiau nei ketvirtadalį visos Visatos masės.
Be jos galaktikos tiesiog išsisklaidytų, nes įprastų žvaigždžių, dulkių ir dujų traukos jėgos būtų per silpnos jas išlaikyti. Tačiau pasirodo, kad trūksta ne tik tamsiosios, bet ir dalies įprastos materijos.
Ši medžiaga, tai protonai, neutronai ir atomai, iš kurių sudarytas visas mums žinomas pasaulis. Astronomai daugelį metų bandė suprasti, kur ji dingo, nes pagal skaičiavimus po Didžiojo sprogimo jos turėjo būti daugiau. Dabar, regis, atsakymas pagaliau rastas.
Nauji tyrimai rodo, kad ši trūkstama materija visą laiką buvo prieš mūsų akis. Ji slypi ne galaktikose, o tarp jų, tai milžiniškame erdvės tinkle, vadinamame tarpgalaktine terpe.
Kas yra įprasta materija?
Kai mokslininkai kalba apie įprastą materiją, jie turi omenyje barionus, tai atomų statybinius elementus, tokius kaip protonai ir neutronai. Po Didžiojo sprogimo Visata užsipildė šiais dalelėmis, kurios turėjo sudaryti žvaigždes, planetas ir dujas. Vis dėlto, stebint kosminės foninės spinduliuotės likučius, paaiškėjo, kad jos trūksta beveik pusės.
Šią „kūdikiško amžiaus“ Visatos nuotrauką astronomai vadina kosmine fonine mikrobangų spinduliuote. Ji parodė, kiek materijos egzistavo praėjus vos kelis šimtus tūkstančių metų po Didžiojo sprogimo. Bet dabar, po beveik 14 mlrd. metų, daugelio atomų tiesiog nesimato.
Kur buvo paslėpta dingusi materija?
Tyrimai atskleidė, kad didžioji dalis įprastos materijos slypi tarp galaktikų, išsidėsčiusi plonu, vos pastebimu kosminiu tinklu. Ši medžiaga sudaro vadinamąją tarpgalaktinę terpę, tai išretintų dujų ir dalelių struktūrą, kuri jungia visą Visatą.
Jei pažvelgtume į kosmosą iš labai toli, ši terpė atrodytų kaip blankus, švytintis voratinklis. Kad ją aptiktų, mokslininkai pasitelkė greituosius radijo pliūpsnius, tai trumpus, vos milisekundės trukmės radijo bangų signalus, sklindančius iš tolimų galaktikų. Šie signalai, keliaudami per kosmosą, sulėtėja dėl sąveikos su materija. Analizuodami, kiek jie buvo sulėtinti, tyrėjai galėjo nustatyti, kiek ir kur tos medžiagos yra.
Kas sukelia radijo pliūpsnius ir kodėl tai svarbu?
Nors greitųjų radijo pliūpsnių kilmė dar nėra iki galo aiški, daugelis mokslininkų mano, kad juos sukelia neutroninės žvaigždės, tai itin tankūs žvaigždžių likučiai, turintys galingus magnetinius laukus. Kadangi šie pliūpsniai sklinda iš milijardų šviesmečių atstumo, jų šaltiniai turi būti nepaprastai ryškūs ir galingi.
Šių signalų analizė leido ne tik surasti dingusią materiją, bet ir geriau suprasti, kaip ji pasiskirsčiusi Visatoje. Paaiškėjo, kad galaktikų formavimosi metu dalis materijos buvo išstumta į tarpgalaktinę erdvę, kur ji išsisklaidė. Tai rodo, kad Visatoje veikia stiprūs procesai, kurie paskirsto materiją tolygiau nei manyta anksčiau.
Ką šis atradimas reiškia ateičiai?
Dabar, kai mokslininkai pagaliau rado trūkstamą materiją, atsiveria naujos tyrimų galimybės. Sužinojus, kaip ši medžiaga pasiskirsto, bus galima tiksliau suprasti, kaip vystosi galaktikos, kaip auga juodosios bedugnės ir kaip keičiasi pati Visata.
Būsimi teleskopai, tokie kaip „Nancy Grace Roman“ ar „Euclid“, padės dar tiksliau išmatuoti šiuos duomenis. Žinodami, kur yra įprasta materija, astronomai galės geriau interpretuoti Visatos istoriją ir galbūt priartėti prie atsakymo į klausimą, iš ko gi iš tikrųjų sudarytas mūsų pasaulis.
