Sötét anyag, energia: Feltűnnek az árnyak

Tudomány

Ha sosem hagyjuk el sártekénket, könnyedén tanyát verhet lelkünkben a hamis látszat: a világegyetem javarészt olyan, mint amit magunk előtt látunk. Pedig nem is.
Ha sosem hagyjuk el sártekénket, könnyedén tanyát verhet lelkünkben a hamis látszat: a világegyetem javarészt olyan, mint amit magunk előtt látunk. Pedig nem is.

Az asztrofizikusok már régóta meglepő hipotézisekkel traktálják kollégáikat, no meg a hüledezésre hajlamos laikus publikumot. Az efféle elméletek lényege, hogy az általunk oly jól ismert anyagfajták (a barion típusú anyag) összességében is csupán a világegyetem anyag-energia készletének töredékét teszik ki. A többi jórészt sötét anyag, s még ennél is inkább sötét energia. A Star Wars-saga által végzetesen megfertőzött olvasóink most elégedetten csettinthetnek fel, pedig a jelenség megértéséhez nem kell sem Darth Vader, sem az erő úgynevezett sötét oldala.

Feketén bólingat

A sötét anyag a modern asztrofizika és kozmológia kedvenc matériája: nagy általánosságban olyan anyagfélét jelent, ami úgyszólván semmilyen detektálható elektromágneses sugárzást sem bocsát ki, azaz műszeres mankóval sem tudjuk "látni". Mindez persze korántsem zavarja a fizikusokat abban, hogy határozott attribútumokat tulajdonítsanak a sötét anyagnak, létével pedig komolyan számolnak a galaxisoknál nagyobb léptékű csillagászati objektumokkal komolyan foglalkozó kutatók, és persze azok is, akik az ősrobbanás következményeit próbálják számba venni. A sötét anyag a becslések szerint komolyan befolyásolja a galaxisok szerkezetét, formáját, mozgását, sebességét (különös tekintettel a rotációs forgásra). Pontosan a galaxisok és galaxishalmazok elemeinek az előzetes számításokhoz mérten eltérő sajátosságai vezettek a sötét anyag létének feltételezéséhez - s ehhez jött még egy jól ismert effektus, az úgynevezett gravitációs lencsehatás. Ez magából az einsteini általános relativitáselméletből következik, hiszen az feltételezi, hogy jelentős tömegű anyagi objektumok meggörbítik maguk körül a teret, és így elhajlítják a mellettük elhaladó elektromágneses sugárzást. Ennek eredményeképpen egy amúgy láthatatlan és saját sugárzás hiányában detektálhatatlan sötét anyagból álló felhő sajátos módon torzítja a mögötte lévő, amúgy - legalábbis valamiféle műszerrel - érzékelhető égi objektumok képét. A jelenség vizuálisan is észlelhető megfelelője a nemrég a Pegazus csillagkép irányában felfedezett úgynevezett Einstein-kereszt. Itt egy közelebbi galaxis hajlítja el a vele egy látóvonalba eső távolabbi kvazár (aktív, fiatal galaxismag) fényét, így az rögvest - kereszt alakban - megnégyszereződik, s mintegy kozmikus délibábot képez.

A sötét anyag alkotóelemeinek felvázolásával sem maradt adós a tudomány: ezek szerint a sötét anyag részben normál, részben nehéz neutrínókból, egyéb, kevésbé vagy egyáltalán nem ismert, mostanában posztulált részecskékből (axionok, WIMP-ek - azaz egymásra csupán gyenge kölcsönhatással reagáló, az elektromágnesességre viszont teljesen indifferens nehéz korpuszkulák) áll, továbbá szóba kerülhetnek egyes, határozottan barion típusú (tetszenek tudni: proton, neutron!) anyagtömörülések, amelyek alkotórészeit éppen hogy igen erős kötőerők tapasztják össze, éppen ezért a nevük MACHO (magyarul masszívan kötött haloobjektum - amúgy a két elnevezés persze az angol ajkú tudósok nemes tréfája, mivel a "wimp" éppenséggel a "macsó" ellentéte). Ezek pedig a hipotézisek szerint éppúgy lehetnek fekete lyukak, mint barna törpék, neutroncsillagok és egyéb, amúgy hagyományos anyagból álló objektumok, amelyekből egy fia elektromágneses sugárzás sem jut ki, ha meg mégis, akkor vaksi szemünkkel nem vesszük észre.

Mivel a sötét anyag létére (mint annyi minden máséra a modern fizikában) csupán közvetett bizonyítékok állnak rendelkezésünkre, sokan kétségbe is vonják létezését. A legravaszabb érvet azok hozzák fel, akik szerint a newtoni gravitációs elmélet nagyobb távolságokra már nem is "úgy" érvényes, azaz a tömegvonzás ereje nem a távolság négyzetével, hanem simán a távolsággal áll fordított arányban, így máris magyarázatot nyertek a számított, becsült és észlelt értékek közötti eltérések, sötét anyag nincs is - világos? Mások szerint a gondot pusztán az okozza, hogy a csillagközi ködökben a hidrogén nem csupán a számunkra is érzékelhető atomos, de molekuláris formában is jelen van, az pedig, lévén stabilis állapot, szinte semmilyen gerjesztési sugárzást sem bocsát ki, tehát láthatatlan. A többség azonban számol a sötét cuccal, s azt feltételezi, hogy a világegyetem anyag-energia összetételének negyedét is kiteheti.

Ez a jövő túl sötét

S még ennél is rejtélyesebb a sötét energia, melynek létét szintúgy bizonyos kozmológiai típusú megfontolásokból feltételezik az (asztro)fizikusok. Ezek szerint a sötét energia az egész világot áthatja, ráadásul erős negatív nyomást fejt ki, amely - legalábbis az általános relativitáselmélet szerint - nagy távolságon ellensúlyozza a gravitációs vonzást, így fordulhat elő, hogy univerzumunk gyorsulva tágul - amire amúgy bizonyos szupernóvák viselkedéséből, mért sebességéből következtettek a ravasz csillagászok. Ráadásul a sötét energia léte magyarázatot adna az úgynevezett hiányzótömeg-problémára is. Arról van szó, hogy a hagyományos barionikus anyag meg a hideg sötét anyag együtt sem elég ahhoz, hogy a belőlük kialakuló univerzum nagyjából sík, azaz görbületmentes legyen. Márpedig a mikrohullámú háttérsugárzás szerint éppen ilyen a mi kis tökéletes világunk - így viszont a sötét energia sem hiányozhat belőle, sőt mindennek a háromnegyedét adja. Illusztrációként csak annyit tennénk hozzá: a lábunkkal tapodott szilárd anyag ezzel szemben csak az univerzum 0,03 százaléka, kis sziget a mérhetetlen kozmikus sötétségben.

Neked ajánljuk

Kártyaszámolás

A film felér egy szerencsejáték-mesterkurzussal, amennyiben nemcsak egy black jack- vagy egy pókerparti lefolyásának logikáját mutatja be és érteti meg már-már tudományos alapossággal, de a nagy tétekben folyó és nagy közönséget vonzó bajnokságok álságos világába is hasonlóan leleplező attitűddel avat be. Viszont a film nem erről szól.

Prága romokban

Lehet szó bármilyen titokban kiszivárgó kódról, nemzetközi összeesküvésről vagy világot fenyegető veszélyről, ha a főhőst nem James Bondnak hívják, a büdzsé aligha érheti el a több száz millió dollárt. 

Halandó érzékiség

A galériák nyári kiállításai sokszor az úgynevezett „könnyed” témákra fókuszálnak – a fő sláger a növényvilág. Az idén három ilyen kiállítással is találkozhattunk, de mind különböző módon közelítette meg a tárgyát.

Bartóki billentés

Ha volna időgépem, biztos visszamennék, hogy halljam Bach orgonajátékát, Beethovent és Lisztet a zongoránál, na meg Bartók Bélát. Utóbbi – ha nem is élőben való – meghallgatásához elég egy egyszerűbb masina is: a nevezetes „barna lemezeken” ugyanis bárki megismerkedhet azzal, hogyan billentett a mester: az 1982-ben megjelent tizenhárom korongon Scarlattitól Beethovenen át Kodályig és persze a saját műveiig végigzongorázza a zenetörténet tetemes részét.