Specialiştii nu sunt gata să admită dispariţia materiei în Univers. Ei refuză intuitiv ideea că s-ar putea să existe efecte fără cauză sau furturi de materie. Ei caută să afle cine ar putea fi acest „şobolan de hotel” cosmic capabil de a fura masa lipsă a stelelor, planetelor, a gazului carbonic, chiar a informaţiilor conţinute în ADN. Nu suntem oare victimele unei iluzii aşa cum a arătat adesea istoria ştiinţelor? În timpul unei combustii, de exemplu, am putea avea impresia că materia dispare. Dar, de la lucrările lui Black şi, mai ales, Lavoisier, ştim că masa totală a unui sistem chimic nu variază şi că degajarea gazoasă apărută în urma combustiei este dotată cu o masă. La fel, fizica de astăzi a stabilit că, într-o reacţie nucleară, materia se transformă parţial în energie şi vice versa.
Toate stelele au fost cântărite…şi totuşi lipseşte o mare parte din Univers!
Cosmologii au numărat stelele şi galaxiile, au cântărit şi recântărit Universul, dar au constatat că îi lipseşte cea mai mare parte a masei sale. Toate stelele, galaxiile şi îngrămădirile stelare recente nu ar reprezenta decât 1-10% în plus faţă de masa prezisă de modelele teoretice utilizate. Restul (90-99%), un imens continent, ne este necunoscut.
Unde a trecut deci „masa lipsă” ? Indicii par edificatoare.
În alte galaxii, legea universală a gravitaţiei dă alte rezultate
Toate galaxiile, a forbiori a noastră, ar trebui să se comporte potrivit legilor gravitaţionale identice cu cele care domnesc în sistemul nostru solar: cu cât o planetă se află mai aproape de Soare, cu atât se învârte mai repede. Şi invers. Dacă Mercur orbitează cu 48 km/s, Terra nu depăşeşte 30 km/s şi Pluto agonizează cu 4 km/s. În acelaşi fel, în galaxii, majoritatea stelelor strălucitoare este concentrată în centru, braţele fiind a priori mai puţin înstelate.
Cercetătorii pot să se aştepte ca regiunile exterioare ale unei galaxii să cunoască o încetinire a vitezei lor orbitale. Or, surpriză! Viteza stelelor şi gazelor în jurul centrului galactic nu descreşte cu distanţa şi nu însoţeşte diminuarea masei vizibile. Toate stelele par ă orbiteze îh jurul inimii cu aceeaşi viteză, de 220 km/s, mai repede decât se prevăzuse. Pentru a explica fenomenul acesta, trebuie invocată o masă invizibilă, care ar contribui la dinamica gravitaţională. Astfel, viteza micilor galaxii care orbitează în jurul Căii Lactee, Marele şi Micul Nor al lui Magellan ar implica o galaxie de cinci până la zece ori mai masivă faţă de ceea ce cercetătorii calculează cu stelele vizibile.
Astrofizicianul elveţian care a descoperit aceste anomalii
Acest deficit de masă a fost pus în evidenţă, în 1933, de Fritz Zwicky. Astrofizicianul elveţian a fost astfel primul care a imaginat o masă invizibilă de zece ori mai importantă decât masa vizibilă pentru a reuşi să „lipească” gravitaţional galaxiile într-o îngrămădire sau roi de stele. Din ce este compusă această „materie neagră”, care dă peste cap predicţiile cosmologilor? Şi ce rol are în viitorul Universului? Dacă vom accepta modelele cosmologice definite azi, cantitatea de materie neagră din Univers ar determina evoluţia sa viitoare. Astfel, dacă materia neagră este inexistentă sau insuficientă pentru a ţine unit Universul gravitaţional, acesta îşi va continua expansiunea la infinit, devenind de-a lungul timpului din ce în ce mai puţin dens. Dacă, în schimb, masa lui este superioară unui anumit punct critic, Universul ar trebui să-şi încetinească progresiv exapansiunea, să se oprească, înainte de a se contracta pentru ca, în cele din urmă, să explodeze într-un Big-Crunch.
Despre masa ideală a Universului, cosmologii susţin că este exact egală cu „punctul critic”. Cantitatea de materie prezentă în Univers ar permite atingerea, în câteva miliarde de ani, a unui stadiu de echilibru gravitaţional. Expansiunea ar descreşte progresiv şi, în cele din urmă, Universul s-ar imobiliza pentru eternitate.
Compoziţia materiei negre
Deci, ca să revenim, din ce se compune această „materie neagră” ? Într-o primă fază, astronomii şi fizicienii au căutat lângă obiectele cunoscute, constituite din materie „normală” numită barionică (constituită din protoni şi neutroni). Aceste obiecte sumbre, reunite sub numele de Machos (Massiol Compact Halo Objects), au fost detectate pentru prima dată în 1994. Pentru a repera aceste obiecte invizibile, oamenii de ştiinţă au observat timp de doi ani lumina emisă de milioanele de stele din Marele Nor al lui Magellan. De fiecare dată când un obiect se intercala între o stea extragalactică şi observator, acest fapt crea un efect de lentilă, amplificând lumina emisă de stea. Astăzi mai multe zeci de asemenea fenomene de lentilă gravitaţională au fost observate, ceea ce lasă să se presupună că Machos contribuie într-o măsură importantă la haloul de materie neagră (de la 30% până la 50%).
În clanul Machos s-ar ascunde diverse obiecte astronomice cunoscute, dar invizibile la mare distanţă: asteroizi, comete sau planete extrasolare. Acestea din urmă sunt obiectul unei urmăriri pasionale, de la descoperirea primei exoplanete, în luna decembrie 1995.
La fel de discrete, piticele brune sunt nişte stele ratate: prea puţin masive pentru a aprinde în inima lor reacţii termonucleare, nu pot produce căldura şi lumina observate la stele şi rămân invizibile de pe Terra. Dintre alte piste, trebuie să enumerăm relicvele de stele. După ce şi-au ars toate rezervele de carburant, aceste relicve degenerează, în funcţie de masa lor, în pitice alte, stele cu neutroni sau, pentru cele mai masive, în găuri negre. Acestea din urmă, totuşi, nu sunt considerate drept bune candidate pentru materia neagră, întrucât emit vâlvătăi de raze X şi gamma atunci când absorb gaz, praf sau materie stelară.
Mai rămân norii de gaz. În luna noiembrie 1996, o echipă condusă de Stuart Bowyer, de la Centrul de astrofizică al Universităţii din California, a anunţat descoperirea unui nor enorm de gaz foarte cald cu un diametru de 2,6 ani-lumină în inima îngrămădirii stelare Coma. Asemenea nori de gaz, detectaţi şi în îngrămădirea Virgo, ar putea foarte bine să cântărească greu în balanţa „detectivilor” de materie neagră. Constituiţi din gaz rece, aceşti nori ar fi dificil de detectat, întrucât nu ar emite nicio lumină.
Totuşi, norii de gaz de hidrogen rece ca soluţie la masa lipsă nu împart toate sufragiile întregii comunităţi ştiinţifice, deoarece nu satisfac modelele teoretice. Ca atare, cercetătorii consideră că soluţia vine de materia non barionică. Această materie, calificată „exotică”, ar fi compusă din particule elementare având o interacţiune slabă cu materia obişnuită. în această categorie, suspectul cel mai verosimil este neutrino, o particulă elementară neutră din punct de vedere electric, care s-ar fi decuplat de materie la câteva secunde după Big-Bang. Densitatea actuală este evaluată 600 neutrino pe cm . Dacă un neutrino are o masă, ar putea constitui o parte importantă a materiei negre, susţin cercetătorii. Dar, până în prezent, niciuna dintre numeroasele experienţe în curs nu a putut determina această masă. În schimb, au fost obţinute valorile superioare ale acestei mase. Ultimele valori limită actuale sunt, pentru un neutrino electronic, de 3,5 electronvolţi (eV) mai mult, ceea ce ar face o particulă mai uşoară de 100.000 ori decât un electron!
ATENTIE! Intrucat nu toate sursele sunt de incredere si, uneori, este foarte greu pentru a fi verificate, unele articole de pe site-ul lovendal.ro trebuie sa fie luate cu precautie. Site-ul acesta nu pretinde ca toate articolele sunt 100% reale, scopul fiind acela de a prezenta mai multe puncte de vedere si opinii asupra unui anumit subiect (chiar daca acestea par a fi contradictorii). Asadar, erorile si ambiguitatile nu pot fi excluse complet. Prin urmare, nu ne asumam nicio responsabilitate pentru actualitatea, acuratetea, caracterul complet sau calitatea informatiilor furnizate. Utilizatorii folosesc continutul acestui site pe propriul risc.
Specialiştii nu sunt gata să admită dispariţia materiei în Univers. Ei refuză intuitiv ideea că s-ar putea să existe efecte fără cauză sau furturi de materie. Ei caută să afle cine ar putea fi acest „şobolan de hotel” cosmic capabil de a fura masa lipsă a stelelor, planetelor, a gazului carbonic, chiar a informaţiilor conţinute în ADN. Nu suntem oare victimele unei iluzii aşa cum a arătat adesea istoria ştiinţelor? În timpul unei combustii, de exemplu, am putea avea impresia că materia dispare. Dar, de la lucrările lui Black şi, mai ales, Lavoisier, ştim că masa totală a unui sistem chimic nu variază şi că degajarea gazoasă apărută în urma combustiei este dotată cu o masă. La fel, fizica de astăzi a stabilit că, într-o reacţie nucleară, materia se transformă parţial în energie şi vice versa.
