Все, что мы можем наблюдать во Вселенной, от букашек до планет, состоит из материи. Материя — это все, что обладает массой и занимает место в пространстве. Но Вселенная состоит из нечто большего, чем только материя, которую мы можем видеть. Помимо нее, есть еще темная материя и темная энергия. Это таинственные вещества, которые оказывают влияние на космос и формируют его. Они до сих пор не изучены, но учены догадываются о их существовании.
Итак, Вселенная состоит из трех компонентов: почти на 5% из обычной, т.е. видимой материи, приблизительно, на 27% из темной, т.е. неизученной материи и, примерно, на 68% из темной, т.е. неизученной энергии.
Обычная, видимая материя, составляет все, что мы можем непосредственно наблюдать невооруженным глазом, в телескоп или микроскоп, с помощью технических устройств. Мы наблюдаем ее в видимом свете собственными глазами или с помощью технических устройств в ультрафиолетовом или инфракрасном свете. Материя состоит из атомов, которые. В свою очередь состоят из протонов, нейтронов и электронов. Материя может существовать в виде газа, твердого тела, жидкости или плазмы заряженных частиц. Несмотря на то, что обычная, видимая материя присутствует повсюду, в нашей повседневной жизни, она составляет менее 5% от общей массы Вселенной.
Но во Вселенной значительно больше темной материи. Свое название темная материя получила не из-за того, что она темная по цвету, а потому что она неизученная. То есть слово «темная» в этом случае используется в значении «неизученная, загадочная, непонятная для нас». Подобно обычной материи, темная материя занимает пространство и обладает массой. Но он не отражает, не поглощает и не излучает свет. По крайней мере, пока мы так думаем, потому что несмотря на все имеющееся у нас современное оборудование мы так и не смоги ее обнаружить. Хотя ученые подсчитали, что темная материя составляет около 27% космоса, они не понимают, что именно это такое. Есть различные теории, которые предполагают, что это какие-то, пока неидентифицированные, виды частиц, видимо, взаимодействуют с обычной материей, но крайне редко.
Астрономы даже не подозревали о существовании темной материи до 20-го века. В 1930-х годах швейцарский астроном Фриц Цвикки ввел этот термин в обиход, изучая скопление галактик Кома, которое содержит более 1000 галактик. Скорость, с которой галактики движутся внутри скопления, зависит от общей массы и размера скопления. Цвикки заметил, что галактики в скоплении Кома двигались быстрее, чем можно было объяснить количеством вещества, которое астрономы могут в этом скоплении наблюдать. Только в 1970-х годах американский астроном Вера Рубин подтвердила существование темной материи, изучив, как вращаются отдельные галактики. Она и ее коллеги обнаружили, что отдельные галактики могут содержать невидимую массу, состоящую из темной материи.
Ученые сегодня полагают, что темная материя существует в виде обширной структуры, похожей на 3-D паутину (гравитационного каркаса), которая пронизывает всю Вселенную, притягивая большую часть обычной материи космоса. Они определили, что темная материя не состоит из известных нам частиц обычной материи. Если бы это было так, то Вселенная выглядела бы совсем по-другому. Поиски того, что составляет темную материю, продолжаются.
Но преимущественно Вселенная состоит из темной энергии. На нее приходится оставшиеся 68% Вселенной. Ученые называют эту энергию темной, потому что знают о ней еще меньше, чем о темной материи. Но они уверены, что что-то вроде темной энергии должно существовать. Иначе никак не объяснить ускоряющееся расширение Вселенной.
С конца 1920-х годов астрономы знали, что Вселенная расширяется. В 1990-х годах наблюдения за взрывами далеких звезд, называемых сверхновыми, показали, что в прошлом Вселенная расширялась медленнее, чем сейчас. Причина этого остается неясной, но основное объяснение заключается в том, что Вселенная содержит нечто, обладающее отталкивающим гравитационным эффектом – оно раздвигает Вселенную на части вместо того, чтобы снова собирать ее воедино. Это явление называется темной энергией.
По материалам американского космического агентства NASA.