Oto odpowiedź na ważne pytania wszechświata, trzeba ją tylko znaleźć

Ciemna materia oraz ciemna energia to dwa pojęcia, które niewątpliwie wiele razy każdy z nas spotkał to tu to tam. Zarówno w popkulturze, jak i w tekstach dotyczących fizyki, astronomii i tak dalej. I chociaż wiele o niej mówimy, to rzadziej czym właściwie jest?

Zaskoczy Cię jak niewiele widzimy we wszechświecie

Nasza rzeczywistość składa się w zasadzie z trzech komponentów i są to już wspomniana ciemna materia, ciemna energia, a także ten element, który nazwalibyśmy normalnym — zwykła, widzialna materia. Wystarczy popatrzeć w górę, aby pozbyć się złudzeń o dominacji widzialnej części naszego świata i byłoby to bardzo słuszne odczucie, gdyż jest to zaledwie 5% naszego świata.

Zupełnie inaczej się ma sprawa w przypadku ciemnych części, te łącznie wypełniają całą pozostałą przestrzeń; niemalże 27% materia i 68% energia. Co samo w sobie brzmi aż przytłaczająco, pokazując nam, jak drobnym elementem jest nasz świat na tle innych. Sprawa jest tym bardziej zwariowanie, gdy weźmiemy pod uwagę, że ów dwa elementy są niezmiennie nazywane teoretycznymi. Skąd więc wiadomo, że istnieją? Naukowcy posiadają całą gamę dowodów, wśród nich poczciwą królową nauk, matematykę, a zatem obliczenia.

Dodatkowo z samego faktu, że jest to brakujący kawałek równania, który wszystko czyni spójnym, nadając sens obserwowanym wydarzeniom. Wśród nich jest ukryta odpowiedź na powiększający się wszechświat oraz trzymanie planet na swoim miejscu. Jednak, mimo to, trwa obława za Złotym Graalem, odnalezieniem cząsteczek, które tworzą te materie spajające wszechświat.

Czytaj dalej poniżej

"Czerwone potwory" w kosmosie. Naukowcy nie mogą w to uwierzyć Jakub Szczęsny

Ta roślina została wyhodowana w kosmosie. Oto, czym się różni od "ziemskiej" Jakub Szczęsny

Skoro naukowcy są tacy pewni, że ciemna materia i energia istnieją, skąd właściwie się wzięły?

Naukowcy wierzą, że ciemna materia istnieje w wielkich sieciach połączonych ze sobą struktur, które się rozciągają przez cały wszechświat, lecz na pewno nie są, żadnymi z cząsteczek, które znamy, gdyż wtedy świat, wyglądałby zupełnie inaczej. Jednak, skąd w ogóle się wzięły te ciemne materie? Czy były między nami od zawsze, a może jest to kolejna tajemnica, nad której rozwiązaniem niestrudzenie pracują badacze na całym świecie? Odpowiedź jest, jak to w tym temacie, prawdopodobnie trafna.

Dotychczasowa wiedza wskazuje na bardzo zaawansowany wiek obydwu materii, pamiętające jeszcze początki wszechświata, gdy się narodził w Wielkim Wybuchu. Był to bardzo gorący czas, dosłownie i w przenośni, naszego wszechświata, gdy wiele cząsteczek walczyło o przetrwanie, obijając się jedna o drugą. Po tym okresie nastąpiła era stabilizacji, a raczej wychłodzenia, które rozleniwiło nawet cząsteczki i zaczęły się obijać o siebie zdecydowanie rzadziej. W ten sposób przetrwały te, które tworzą dzisiejszy obraz wszechświata. Gdzie w tym jednak miejsce czarnej materii? Teoria sugeruje bardzo proste rozwiązanie, po prostu nie wchodzą w interakcję z innymi cząsteczkami. Dzięki temu ogromne ich ilości narodzone u początków świata, przetrwały do dzisiaj.

Z energią sprawa jest trochę skomplikowana. Jedna z teorii silnie ją wiąże z czarnymi dziurami, jako źródłami jej wzrastającego oddziaływania. Tak sugerują fizycy Uniwersytetu Michigan w Stanach Zjednoczonych. Sugerują, że moment, w którym umierająca gwiazda się zapada, dając życie czarnej dziurze, jej materia zmienia się w ciemną energię. Wierzą, że to odkrycie może zbliżyć do poznania prawdziwej natury tej tajemniczej siły.

Prace trwają cały czas. Cel: odkryć niewidzialną cząsteczkę

Infrastruktura tworzona do odkrycia ostatecznego dowodu na istnienie ciemnej materii może zachwycić i zaskoczyć swoją skalą. Jest coś niesamowitego w wielkości zespołów naukowych i konstrukcji badawczych. Dosłownie cały świat pracuje nad odkryciem maleńkiej cząsteczki. Dwa szczególne projekty to: znany Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) oraz SuperCDMS.

Ten pierwszy ciągnie się pod ziemiami Francji oraz Szwajcarii przez 27 kilometrów, działa z ramienia Europejskiego Ośrodka Badań Jądrowych (CERN) i jest położony aż do 175 metrów pod powierzchnią. Celem istnienia tego ośrodka jest potwierdzenie istnienia cząsteczek takich jak właśnie ciemnej materii oraz już potwierdzonego bozonu Higgsa, którego poszukiwania zajęły niemal pół wieku. Jego badacze są szczególnie zainteresowani początkami wszechświata i co ciekawe, w czasie swojej budowy i uruchomienia, wzbudziły falę strachu, wśród ludzi, dla których było nieczytelne czym się tam naukowcy będą zajmować. Istniała między innymi obawa, że stworzą czarną dziurę, która zgładzi Ziemię.

Na obrazku powyżej zaś widać fascynujące wnętrze ośrodka skupionego przede wszystkim na odkryciu ciemnej materii. Centrum badawcze Super CDMS zostało zbudowane w Kanadzie, w opuszczonych korytarzach wciąż funkcjonującej kopalni. Jest położone niemalże dwa kilometry pod ziemią i jak zapewnia profesor fizyki z Caltechu, Suni Golwala, jest to doprawdy ciekawa sytuacja.

"Kiedy się wchodzi do laboratorium, jest to interesujący proces. Zjeżdżasz windą, czasami z górnikami, następnie musisz przejść jakiś kilometr w pełnym kombinezonie górnika hełm, buty, wszsyto. Wtedy docierasz do wejścia laboratorium, wszystko t ościagasz i bierzesz prysznic. Wtedy zakładasz kolejny strój i wchodzisz do laboratorium (...) jest ono utrzymywane w bewzględnej czystości"

Patrząc na tę jasną przestrzeń, aż trudno w to uwierzyć mając w głównie raczej bardziej utrwalony obraz wilgotnych korytarzy czy ciemnych tuneli, meandrujących w stronę kolejnych złóż surowca. Wszystko to w celu zapewnienia aparaturze jak najmniejszej ilości zakłóceń, przede wszystkim tych spowodowanych elektrycznością. Jak widać, wiele trudu się wkłada w odnalezienie czegoś, co spaja cały wszechświat i o istnieniu czego jest tak wielu przekonanych, ale dopóki nie zostanie ukazany światu, jest wciąż tylko jego prawdopodobnym elementem.

Źródła: caltech, space.com, nasa, ZPE, CERN,  symmetry