KOSMIČKO TKANJE

NEUHVATLJIVO NEVIDLJIVA

1.099 pregleda
Tamna materija (Ilustracija Sero Tololo)

Kako pronaći nešto što ne umete ni opisati? Pred takvim istraživačkim izazovom su već dugo u mestu ukopani kosmolozi, astronomi i fizičari. Imaju zadatak da otkriju tamnu materiju – čak 85 odsto kosmičke građe, za koju ni ne znaju kako izgleda, a pretpostavljaju da utiče na sve što u vaskolikom beskraju postoji.

Sada se velike nade polažu u otkrivač, napravu koja je gotovo dva kilometra ukopana pod zemljom, a uskoro bi trebalo da bude završena. Za izgradnju tragača za tajanstvenom tvari, koji će proraditi 2020. godine, utrošeno je 55 miliona dolara.

Oponašanje (simulacija) na računaru pokazalo je da se u ranom svemiru tamna materija spojila sa uobičajenim gasovima i stvorila male galaksije. Potom su se malje galaksije milijardama godina spajale da bi nastale velike zvezdane porodice, kao što je Mlečni put.

Ukoliko postoje veoma
masivne čestice, na
milijarde ih prolazi
kroz Zemlju svake sekunde.

Naziv tamna materija je, inače, više opisan nego što se moglo zamisliti, a određuje se kao materija koja ne stupa u međudelovanje (interakcija) sa zračenjem, pa stoga ne izračuje išta što bi ljudi mogli da posmatraju pomoću dostupnih osetljivih sprava. Čime je, onda, uočiti?

Sudaranje s gasom
Naučnici kažu da su svesni njenog postojanja na osnovu toga što su ustanovili da je masa velikih kosmičkih nakupina, poput galaksija, kudikamo veća od procena uobičajene vidljive materije. Ali ima astronoma koji to opovrgavaju.

Presek detektora (Stanford)

Presek detektora (Stanford)

U opticaju su dve vodeće pretpostvake odakle tamna materija potiče: prva je postojanje masivnih čestica koje slabo intereaguju sa okolinom (WIMP), toliko moćnih da mogu da međudeluju sa običnom materijom jedino preko gravitacije i slabe nuklearne sile, a ne i posredstvom elektrognaetizma (pa ne odaju svetlost) ili jake nuklearne sile.

Druga uvodi u igri aksione, teorijski zamišljene čestice slabe sile koje stupaju u vezu samo s gravitacijom i elektromagnetizmom. Pojednostavljeno kazano, prve su teške, a druge lake.

Pomisao da je kosmos
satkan od sasvim providnog
tkanja, kao carevo novo odelo,
zvučala je besmisleno.

U napuštenom rudniku zlata u Južnoj Dakoti (SAD) smešteno je prilično jednostavno postrojenje: izuzetno osetljiv senzor prikačen je za posudu sa 10 tona tečnog ksenona. Teške čestice bi, teoretski posmatrano, trebalo da interaguju sa plemenitim in inertnim gasom ksenonom (na grčkom: strani) i da svetluca (scintilator), jer upija njihovu energiju i ponovo je emituje kao svetlost.

Ukoliko postoje, na milijarde ih prolazi kroz Zemlju svake sekunde. Sudari se poneki sa ksenonom, senzor će javiti da se to desilo. Drugim rečima, ponašaće se kao zvono ako ga udarite.

Svaki pogođeni atom ksenona će se nakon toga sudariti sa svojim susedom, što će dovesti do ispuštanja ultraljubičaste svetlosti i oslobađanja elektrona. A ovi će pogoditi druge atome gasa i ponovo izazvati svetlucanje.

Prožima galaksije
Odavno se pretpostavlja da tajanstvena građa sačinjava 85 odsto svekolikog beskraja i da prožima galaksije, izmičući vešto svim istraživačkim lukavstvima, osim posrednog opažanja privlačenja vidljive materije. Niko ne zna ni od čega je, iako bi to morale da budu najsitnije (subatomske) čestice čije poreklo i odlike još nisu rastumačeni.

Tamne materije – prema važećim kosmološkim pretpostavkama – ima maltene šest puta više od obične ili barioničke (oko pet posto) koju vidimo i dodirujemo. Decenijama su se naučnici dovijali kako da je otkriju. Poznato je da je deo koji možemo opaziti, od atoma i planeta do zvezda i galaksija, kudikamo manji u poređenju sa onim za koji znamo da postoji, a ne opažamo ga.

Radovi pod zemljom (Stanford)

Radovi pod zemljom (Stanford)

Pojedini astronomi su radije prizivali već proučenu gravitaciju u svoja tumačenja, umesto čudnovate privlačne sile koju niko nikad nije ni opazio, ni izmerio. A svi su saglasni da je to toliko nesvakidašnja zamisao, da je na samoj ivici ludila.

Na prvi pogled pomisao da je satkan od sasvim providnog tkanja, kao carevo novo odelo, zvučala je besmisleno; valjalo je pronaći slabe tačke u takvom razmišljanju. Vreme će pokazati da li je odabran valjan put za dokazivanje.

Ako niste znali: najveća naučna nepoznanica jeste – od čega je sazdan kosmos.

Stanko Stojiljković

O autoru

Stanko Stojiljković

Ostavite komentar