Materia întunecată: materia pe care nu o vedem - James Gillies

Vizionați lecția completă: http://ed.ted.com/lessons/dark-matter-the-matter-we-can-t-see-james-gillies

Grecii au avut o formulă simplă și elegantă pentru univers: doar pământ, foc, vânt și apă. Se pare că e mai mult decât atât - mult mai mult. Materia vizibilă (și asta merge dincolo de cele patru elemente ale grecilor) reprezintă doar 4% din univers. James Gillies, cercetător CERN, ne spune ce reprezintă cei 96% care au rămas (materie întunecată și energie întunecată) și ce ar trebui să facem să le descoperim.

Lecție de James Gillies, animație de TED-Ed.

Vechii greci au avut o idee minunată:

universul este simplu.

În mintea lor,

universul avea nevoie
doar de patru elemente:

pământ, aer, foc și apă.

Teoretic vorbind, ideea e frumoasă.

Are simplitate și eleganță.

Se spune că dacă combini

cele patru elemente fundamentale
în moduri diferite,

ai putea crea toată diversitatea minunată
a universului.

Pământul și focul, de exemplu,

îți dau lucrurile uscate.

Aerul și apa, lucrurile umede.

Dar teoria are o hibă.

Nu a prezis nimic
care ar putea fi măsurat,

iar măsura e baza științei experimentale.

Chiar mai rău, teoria era greșită.

Dar grecii erau mari savanți ai minții

și-n secolul al V-lea î.C.,

Leucippus din Miletus a avut

cea mai solidă idee științifică vreodată.

Tot ceea ce vedem e făcut

din particule mici, indivizibile
numite atomi.

Teoria aceasta e simplă și elegantă,

și are avantaj asupra teoriei
pământului, aerului, focului și apei.

Secole de gândire
și experimentare științifică

au stabilit că elementele reale,

lucruri precum hidrogenul,

carbonul,

și fierul

pot fi descompuse în atomi.

În teoria lui Leuccipus,
atomul este cea mai mică

particulă indivizibilă de materie
care poate fi recunoscută

ca hidrogen, carbon sau fier.

Singurul lucru greșit
la ideea lui Leucippus

e că, de fapt, atomii sunt divizibili.

Mai mult, ideea atomilor se pare

că explică doar o mică parte

din materia din care e făcut universul.

Ce pare a fi materia obișnuită
a universului

e, de fapt, foarte rară.

Atomii lui Leucippus
și din ce sunt făcuți aceștia

reprezintă cam 5%

din ceea ce știm că se află acolo.

Fizicienii știu restul universului,

95% din el,

drept universul întunecat,

făcut din materie întunecată
și energie întunecată.

Cum știm asta?

Ei bine, pentru că ne uităm la lucruri
și le vedem.

Poate pare simplist,

dar, de fapt, e chiar profund.

Tot ce e făcut din atomi e vizibil.

Lumina se reflectă și astfel le vedem.

Când privim în spațiu,
vedem stele și galaxii.

Unele din ele, cum e cea în care trăim,

sunt forme sferice, frumoase, rotindu-se
cu grație prin spațiu.

Când cercetătorii au măsurat
prima oară mișcarea

grupărilor de galaxii în anii 1930

și au cântărit materia
pe care o conțineau,

au avut o mare surpriză.

Au aflat că nu e destulă materie vizibilă

în ele ca să le țină laolaltă.

Ulterior, măsurătorile
galaxiilor individuale

au confirmat acest rezultat.

Nu este destulă materie vizibilă
în galaxii

ca să dea suficientă gravitație
să le țină laolaltă.

Din ce vedem,

ar trebui să se împrăștie, dar nu o fac.

Așadar, trebuie să fie

materie pe care nu o vedem.

O numim materie întunecată.

Astăzi, cea mai bună dovadă pentru ea

provine din măsurătorile

a ceea ce numim
radiație cosmică de fond,

strălucirea de după Big Bang,

dar asta-i o altă poveste.

Dovezile pe care le avem

spun că există materie întunecată

și cuprinde mare parte a materiei

din acele frumoase galaxii spiralate

care împânzesc cerul.

Ce știm atunci?

Știm de mult că cerul

nu se rotește în jurul nostru

și că suntem locuitorii
unei planete obișnuite,

ce orbitează o stea obișnuită,

în brațul unei galaxii obișnuite.

Descoperirea materiei întunecate

ne-a împins mai departe
de miezul lucrurilor.

Ne-a spus că materia
din care suntem făcuți

e doar o mică parte
din ce e făcut universul.

Dar asta nu era totul.

În acest secol,

cercetătorii ce studiază
întinderea universului

au confirmat faptul că
nu doar că totul se îndepărtează

de restul,

așa cum ne-am aștepta într-un univers

cu origine într-o explozie
densă, fierbinte,

dar și că expansiunea universului

pare să se accelereze.

Cum adică?

Sau există un fel de energie

ce stimulează accelerarea,

ca energia necesară
pentru a accelera o mașină,

sau gravitația nu acționează
cum credem noi.

Majoritatea cercetătorilor cred
că e prima variantă,

că ar fi o energie
ce provoacă accelerarea,

și au numit-o „energia întunecată”.

Cele mai bune măsurători ne permit azi

să ne dăm seama
cât din univers e întunecat.

Se pare că energia întunecată

reprezintă 68% din univers,

iar materia întunecată 27%,

rămânând 5% pentru noi

și tot ce putem vedea.

Din ce e făcută materia întunecată?

Nu știm asta, dar există o teorie
numită „supersimetria”,

care ar putea explica o parte din ea.

Supersimetria, prescurtat SUSY,

prezice o nouă gamă
de noi particule,

unele putând constitui
materia întunecată.

Dacă am găsi dovezi pentru SUSY,

am putea ajunge de la a înțelege
5% din univers,

lucrurile pe care le vedem,

la aproximativ o treime.

Nu-i rău pentru o zi de lucru.

Energia întunecată poate ar fi
mai greu de înțeles,

dar sunt unele teorii speculative

care ar putea arăta calea.

Unele sunt teorii ce trimit

la ideea măreață a grecilor antici,

cu care am început
în urmă cu câteva minute,

ideea că universul e simplu.

Aceste teorii prezic că există
doar un element

din care rezultă
minunata diversitate a universului,

o coardă ce vibrează.

Ideea e că toate particulele
pe care le știm azi

sunt doar diferite tonuri pe coardă.

Din păcate, teoriile corzilor

nu pot fi testate nici în prezent.

Dar cu universul așteptând
să fie explorat,

miza e mare.

Toate astea te fac să te simți mic?

Nu ar trebui.

În schimb, ar trebui să fii uimit

că, din câte știm, ești membru
al singurei specii din univers

capabile chiar și să-nceapă
să-și înțeleagă minunile,

iar tu trăiești chiar timpul

în care vezi boom-ul înțelegerii noastre.