Что такое темная материя и кто ее открыл?

Никто не обнаружил его. Темная материя является предложенным объяснением некоторых наблюдаемых явлений.

Особенно,

• Галактики вращаются со скоростью, которая подразумевает, что они довольно тяжелые, особенно к внешним краям, но когда мы смотрим на массу звезд и межзвездного газа, этого недостаточно, чтобы заставить их вращаться так, как они это делают.

• Гравитационное линзирование — это явление, при котором свет искривляется из-за наличия большого количества массы. Обычно мы видим, как изгибается масса — большое звездное скопление или что-то в этом роде. Но некоторые гравитационные линзы не имеют достаточного количества связанного с ними видимого вещества — должна быть задействована какая-то недостающая масса.

• Анализ света, испускаемого ранней Вселенной — через несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва — убедительно свидетельствует о том , что существует какое-то сложное скопление массы, и что эти скопления не сильно взаимодействуют со светом (или на минимальном уровне). все)

Все это указывает на некую недостающую тяжелую материю, которая, по-видимому, невидима.

Мы называем эту гипотетическую невидимую субстанцию ​​«темной материей», потому что она буквально темная (мы ее не видим) и имеет массу (так что это материя).

Множество людей ищут темную материю всевозможными способами, и многие также пытаются объяснить ее теоретически. Пока ничего не удалось, но поиски продолжаются.

Вы спрашиваете, является ли это «причиной существования галактик». Я бы не так выразился, но в каком-то смысле да. Настоящая проблема в космологии: «Почему после Большого взрыва Вселенная не стала идеально однородной?» и по сложным причинам это можно решить с помощью темной материи.

Кое-что еще, на что ссылались другие ответы, но не указывалось прямо, - это, в некотором смысле, «что такое темная материя?» не имеет реального ответа в том, как вы спрашиваете. То есть никакого реального ответа, кроме как объяснить, что означает этот термин. По определению, темная материя — это материя, которая влияет на Вселенную, но которую вы не можете видеть. В тот момент, когда вы понимаете, что это такое, это уже не темная материя.

В качестве примера предположим, что Вселенная полна маленьких железных или свинцовых шариков, плотно заполненных множеством таких шариков размером от горошины до бейсбольных мячей, и мы не видим их вокруг себя, потому что деятельность каждой звездной системы их вычищает. путем включения их в свою звезду и планеты с течением времени точно так же, как планеты убирают другой мусор на своих орбитах. Это глупое предложение, но оно просто для демонстрации. Эти шары добавляют галактике достаточную массу, чтобы объяснить аномалии, которые мы видим, но поскольку мы не можем видеть шары между звездами и галактиками, потому что мы не можем обнаружить маленькие объекты так далеко, мы не знаем, что является причиной. Эти шары из железа или свинца и есть темная материя. Через пятьдесят лет мы создадим такие мощные телескопы, что сможем видеть объекты диаметром в один дюйм на расстоянии световых лет, и мы обнаружим эти шары; мы только что нашли темную материю. Теперь мы это понимаем, и это уже не темная материя.

Есть аномалии астрофизики, на которые уже указывалось в других ответах. Астрономы пытаются выяснить, каковы причины, и они выбирают для этого множество разных путей. Там могут быть неоткрытые типы частиц. Возможно, вместо этого нам нужны новые законы физики.

Но не все так фантастично. Несмотря на мою дурацкую аналогию с железно-свинцовыми шариками, в действительности темная материя часто является простой, старой, обычной материей, которую мы просто еще не видели. В прошлые годы, когда мы еще не открыли все планеты в нашей звездной системе, которые мы знаем сейчас, астрономы видели аномалии на орбитах самых далеких звезд, которые они могли видеть, и они могли быть объяснены другими объектами (планетами), которые они только что обнаружили. увидеть еще не удалось, которые позже были найдены. Эти планеты представляли собой темную материю (я заметил, что кто-то еще неправильно прокомментировал в другом месте, что необходимо провести различие, но планеты на самом деле были темной материей), пока они не были обнаружены, после чего они больше не были темной материей. Очевидно, было бы глупо пытаться объяснить такие аномалии, как скорость гравитационного вращения, говоря это. все спрятано на планетах, которых мы не видим; это будет махание рукой. Но может быть так, что реальность ситуации представляет собой комбинацию обычной материи, какой мы ее знаем (но которая невидима), неоткрытых типов массивных объектов или, возможно, даже новой физики и кучи Плутонов ;)

Однако на самом деле вам нужно помнить, что «темная материя» на самом деле не существует во Вселенной. Это всего лишь термин, и попытка точно определить или понять термин «темная материя» — это вопрос семантики, а не науки. Это похоже на то, как недавно собрались большие шишки астрономии и решили, что является планетой, а что нет. Плутон был рассекречен не потому, что он изменился или даже потому, что изменилось наше понимание его, а потому, что некоторые люди решили изменить определения некоторых слов. «Изменение» не оказало никакого влияния на реальную науку; только в том, как мы пишем о науке в наших журналах и учебниках.

Точно так же менее важно понять, «что такое темная материя», и просто понять, что это означает «там что-то есть, но мы не знаем, что это такое». Важной частью является понимание того, что представляют собой настоящие аномалии и каковы гипотезы для описания того, что их вызывает.

Есть квази-ответ на квази-термин. Надеюсь, это поможет. Я не пытаюсь принизить этот термин, скорее, я надеюсь, что я дал вам хорошее представление о нем.

Это везде! Астрономы обнаружили, что сверхмассивные черные дыры живут в сердце галактик и притягивают звезды с невероятной скоростью, но они недостаточно сильны, чтобы удерживать вместе все звезды в гигантских галактиках.

Так что же удерживает их вместе в спирали? Швейцарский астроном Фриц Цвикки задался вопросом, почему галактики остаются вместе в группах, поэтому он пришел к выводу, что должно быть что-то, что никто не обнаруживал раньше, и он назвал это «темной материей».

Чтобы доказать это, ученые строят на компьютерах виртуальные галактики с виртуальными звездами и виртуальной гравитацией. Астрономы с нетерпением ждали, когда этот эксперимент по моделированию вернет объединенную галактику, похожую на нашу галактику. Вместо этого они нашли его распавшимся! Гравитации галактики недостаточно, чтобы удержать ее вместе, поэтому ученые добавили в имитационный эксперимент виртуальную гравитацию от виртуальной темной материи. И это решило проблему, гравитация темной материи удержала галактику вместе.

Так что можно сказать, что «темная материя — Хозяин Вселенной». Это короткая история о темной материи. Чтобы объяснить это подробно, мне понадобилось бы много книг.