(Tamna tvar)

"Dark Matter"

Tamna tvar je naziv za tvar u svemiru koja ne emitira niti reflektira elektromagentsko zračenje, zbog čega je ne možemo vidjeti. Njeno postojanje astronomija je dokazala posredno, promatranjem učinka tamne tvari na druge, lakše uočljive, objekte. Poznavanje količine tamne tvari u svemiru omogućilo bi bolje razumijevanje kako dosadašnjeg tako i budućeg razvoja svemira. Nekoliko timova astronoma u potrazi je za kratkotrajnim bljeskovima koje uzrokuju masivna nebeska tijela u našoj Galaksiji. Već je poznato da spiralne i eliptične galaksije plivaju u velikim haloima tamne tvari, međutim još se ne zna točan raspored tamne tvari.

Gibanje Magellanovih oblaka, satelitskih galaktika Mliječne staze, upućuje na činjenicu da se halo proteže čak i iza ovih malih nepravilnih galaksija, čak 300 000 gs od središta galaksije, dok neki podaci govore i o 600 000 gs. S obzirom na to da je Andromedija galaksija udaljena nešto manje od 3 milijuna gs, čini se da veći dio puta zauzimaju haloi ovih galaksija. Teško je odrediti da li se tamna stvar pojavljuje samo tamo gdje ima i svijetle tvari, jer je tamnu tvar nemoguće detektirati ako nema obližnje svijetle tvari na koju djeluje.

Dokazi postojanja

Do prvog dokaza o postojanju značajne količine tvari koju nismo u stanju vidjeti došlo se istraživanjem skupova galaksija - nakupina nekoliko stotina do nekoliko tisuća galaksija. Tridesetih godina 20. stoljeća Zwicky i Smith su istraživali dva bliska skupa galaksija: u zviježdu Berenkinova kosa i u zviježdu Djevicu.
. Pomoću Dopplerovong učinka mjerili su brzine pojedinih galaktika u skupu, te ustanovili da su brzine reda 10 do 100 puta veće od očekivanih. U grupi galaktika kao što su ovi skupovi, jedina značajna sila kojom galaktike djeluju jedna na drugu je gravitacija. Brzine gibanja pojedinačnih galaktika upućuju na masu skupa: ako je brzina pojedine galaktike prevelika, ona može pobjeći iz skupa, pa sama činjenica da je galaktika u skupu ukazuje na prisustvo jake sile gravitacije koja sprečava bijeg ovih brzih galaksija. Ova metoda ipak nije savršena. Gibanje galaktika je jako sporo, pa mi zapravo nikad ne vidimo galaktike u gibanju. Galaksija kojoj smo izmjerili veliku brzinu možda zaista napušta skup, ili je samo u prolazu, ili je ispred skupa.

Prema općoj teoriji relativnosti, velike mase mogu zakriviti prostor-vrijeme, te tako saviti putanju svjetla. Na taj način vrlo masivni objekti, kakvi su skupovi galaksija, fokusiraju svjetlost i tvore prirodne gravitacijske leće. Slika udaljenog objekta može biti pojačana, iskrivljena i višestruka - što ovisi o položaju udaljenog objekta prema leći. U idealnom slučaju, kada je udaljeni objekt točno iza središta leće, slika je u obliku prstena (Einsteinov prsten). Kada je leća na oko pola puta do udaljenog objekta, pojačanje može doseći i vrijednost 100. Kakvi objekti mogu biti uzrok pojave gravitacijske leće? U našoj galaksiji su to planeti, smeđi patuljci i mrtve zvijezde. Nekoliko projekata prati sjaj milijuna zvijezda u Magellanovim oblacima i Andromedinoj galaksiji.