Тамна материја: материја коју не можемо да видимо – Џејмс Џилис (James Gillies)

Погледајте целу лекцију: http://ed.ted.com/lessons/dark-matter-the-matter-we-can-t-see-james-gillies

Грци су имали једноставну и елегантну формулу за свемир: само земља, ватра, ветар и вода. Испоставило се да постоји више од тога, много више. Видљива материја (а то превазилази грчких четири елемената) чини само 4% свемира. Научник из ЦЕРН-а, Џејмс Џилис, казује нам шта чини преосталих 96% (тамна материја и тамна енергија) и како бисмо можда могли почети да је опажамо.

Лекцију припремио: Џејмс Џилис, анимација: TED-Ed.

Стари Грци су имали сјајну идеју:

свемир је једноставан.

Према њиховом виђењу,

све што вам треба
да га направите су 4 елемента:

земља, ваздух, ватра и вода.

Што се теоријa тичe, ова је предивна.

Поседује једноставност и елеганцију.

Каже да кроз комбиновање

четири основна елемента
на различите начине,

можете да створите
сву сјајну разноликост у свемиру.

Земља и ватра вам, рецимо,

дају ствари које су суве.

Ваздух и вода - ствари које су влажне.

Ипак, са применом теорије,
јавио се проблем.

Није предвиђала ништа
што се могло мерити,

а мерења су основа експерименталне науке.

Још горе, теорија је била погрешна,

али су Грци били сјајни, паметни научници

и у 5. веку п. н. е.

Леукип из Милета дошао је

на једну од најтрајнијих научних идеја
које су се икада јавиле.

Све што видимо састоји се

од мајушних, невидљивих делића
који се називају атомима.

Ова теорија је једноставна, елегантна

и у предности је

над теоријом земље, ваздуха, ватре, и воде

јер је тачна.

Векови научних размишљања
и експериментисања

утврдили су да прави елементи,

као што су водоник, угљеник и гвожђе,

могу да се поделе на атоме.

У Леукиповој теорији, атом је најмањи,

невидљиви делић који се и даље препознаје

као водоник, угљеник или гвожђе.

Једино што је погрешно у Леукиповој идеји

је то да су атоми заправо дељиви.

Чак се испоставило
да његова идеја о атомима

објашњава само мали део

онога од чега се свемир састоји.

Оно што изгледа као уобичајена ствар
у свемиру, заправо је прилично ретко.

Леукипови атоми,
ствари од којих се састоје,

заправо чине само 5%
онога за шта знамо да се налази у свемиру.

Физичари препознају остатак свемира,

његових 95%,

као тамни свемир,

који се састоји
од тамне материје и тамне енергије.

Како знамо ово?

Па, знамо зато што гледамо у ствари

и видимо их.

То може деловати поједностављено,

али је заправо врло промишљено.

Све ствари сачињене од атома су видљиве.

Светло се одбија о њих
и можемо да их видимо.

Када погледамо у свемир,

видимо звезде и галаксије.

Неке од њих,
као што је она на којој живимо,

дивни су, спирални облици,
који се грациозно окрећу у свемиру.

Када су научници први пут
измерили кретање група галаксија

30-их година прошлог века

и измерили количину материје коју садрже,

чекало их је изненађење.

Открили су да нема
довољно видљивих ствари

у овим групама да их држи на окупу.

Скорашња мерења појединачних галаксија

потврђују овај збуњујући резултат.

Просто нема довољно
видљивих ствари у галаксијама

за довољно гравитације
која би их држала на окупу.

Из онога што видимо,

требало би да се разлете,
али оне то не чине.

Значи, мора да постоје
неке нама невидљиве ствари.

Ту ствар зовемо тамна материја.

Најбољи доказ о тамној материји данас

долази из мерења
космичког позадинског зрачења,

светлости преостале после Великог праска,

али то је друга прича.

Сви докази које имамо

говоре да тамна материја постоји

и да чини већину ствари

у дивним спиралним галаксијама

које испуњавају небо.

Дакле, на чему смо сада?

Већ дуго знамо да се небо

не окреће око нас

и да смо становници
прилично обичне планете,

која кружи око прилично обичне звезде,

у спиралном луку
прилично обичне галаксије.

Откриће тамне материје одвело нас је

један корак даље од средишта ствари.

Открило нам је да су ствари
од којих смо сачињени

само мали део онога што сачињава свемир,

али неке ствари су тек уследиле.

Почетком овог века,

научници који су проучавали
крајње границе свемира

потврдили су да не само да се све удаљава

од свега осталог,

као што бисте и очекивали у свемиру

насталом у врелом, густом великом праску,

већ и да се ширење свемира,

како се чини, убрзава.

О чему се ту ради?

Или постоји нека врста енергије
која потпомаже ово убрзање,

као када обезбедите енергију
да убрзате кола,

или се гравитација не понаша
тачно онако како мислимо да би требало.

Већина научника мисли
да је ово прво у питању -

да постоји нека енергија
која покреће убрзање,

а зову је тамна енергија.

Данашња најбоља мерења нам дозвољавају

да тачно израчунамо
колики део свемира је таман.

Изгледа да тамна материја

чини око 68% свемира,

а тамна материја око 27%,

остављајући само 5% за нас

и све остало што заправо видимо.

Од чега се састоји тамна ствар?

Не знамо, али постоји теорија
названа суперсиметрија,

која би могла објаснити део тога.

Суперсиметрија или скраћено СУСИ,

предвиђа низ нових честица,

од којих би неке могле
сачињавати тамну материју.

Ако бисмо нашли доказ за СУСИ,

могли бисмо да се померимо
са 5% разумевања свемира,

ствари које видимо,

до око трећине.

Није лоше за тако кратко време.

Тамну материју би вероватно било
теже разумети,

али постоје неке спекулативне теорије

које нас могу усмерити.

Међу њима су и теорије које се враћају
на прву сјајну идеју античких Грка,

до идеје са којом смо започели
пре неколико минута -

да свемир мора бити једноставан.

Ове теорије предвиђају

да постоји само један елемент

из ког сва дивна
свемирска разноликост потиче -

вибрирајућа струна.

Идеја је да су све честице
за које знамо данас

само различите фреквенције на струни.

Нажалост, теорије струна
се данас још увек не могу тестирати.

Ипак, са толико свемира
који чека да буде истражен,

улози су велики.

Да ли све ово чини да се осећате малима?

Не би требало.

Уместо тога, треба да сте
одушевљени чињеницом

да сте, колико знамо,

припадник једине врсте у свемиру,

у могућности да започне
са разумевањем његових чуда,

а живите у правом времену

да бисте видели
како ће наше разумевање букнути.