Flitet shumë për të, të tjerë e kërkojnë, por askush nuk e di çfarë është. Jo më kot emërtohet “materia e zezë”. Për këtë element kaq të përhapur në Univers dimë se çfarë nuk është dhe mënyrën se si nuk sillet, por askush nuk ka arritur të shohë drejtpërdrejt një grimcë të vetme të tij. Në një studim të kohëve të fundit astrofizikantja Sabin Hosenfelder përmbledh 10 gjëra që duhet të dinë të gjithë për këtë materie.
Mund të jetë edhe e zezë, por nuk do të thotë që nuk e shohim.
Materia nga e cila jemi bërë ne, planetët dhe galaksitë, të gjitha së bashku zenë vetëm 4.9 % të materies së Universit. Rreth 26% e kozmosit është materie e padukshme dhe nuk e dimë se nga çfarë është e përbërë. Pjesa tjetër 69% e Universit është “energji e errët” për të cilën dimë pak ose aspak. Fakti që materia më e përhapur në univers është e “zezë” nuk do të thotë që është e padukshme për sytë tanë apo pothuaj e gjitha e panjohur. Ajo është e zezë sepse nuk emeton asnjë lloj radiacioni elektromagnetik, as në spektrin e dritës së dukshme, as në rrezet X (rentgen), aq edhe më pak në energji të larta.
Është tamam materie
Materia e zezë edhe pse e panjohur shfaq të njëjtat sjellje të materies të zakonshme, kjo përsa i përket ndërveprimit me hapsirën dhe me kohën. Hollohet kur mund të shtrihet në një volum më të gjerë dhe ushtron të njëtën forcë gravitacionale të materies së zakonshme. Në foto tregohet një hartë tridimensionale e materies së zezë në Univers e bërë nga Nasa dhe nga Esa.
Nga e dimë çfarë është?
Egzistenca e materies së zezë është e vërtetueshme, për shembull me faktin se galaksitë ushtrojnë një forcë gravitacionale më të madhe se ajo që i atribuohet një materie të vetme të dallueshme (shih sesi). Kjo materie na shpjegon edhe pse yjet më të largët rrotullohen shumë shpejt përreth qendrës së galaktikës së tyre. Oshilacionet në rrezatimin kozmik në fund (në foto), dmth rrezatimi i mbetur elektromagnetik, i prodhuar nga efekti Big Bang që penetron Universin, nuk do të ishte i shpjegueshëm pa materien e zezë.
Nuk ishte Vera Rubin, ajo që e zbuloi.
Astrofizikanti i parë që vuri re se masa e dukshme e galaksive nuk ishte e mjaftueshme për të shpjeguar forcën gravitacionale dhe në 1933 për të teorizuar egzistencën e një forme të re materie, ishte zvicerani Fritz Zwicky gjatë studimit të galaksive “Flokët e Berenicës” dhe të “Virgjëreshës”. 20 vite më vonë astronomja amerikane, Vera Rubin arriti të mbledhë një sërë të dhënash që tregonin egzistencën e materies së zezë në të gjitha galaksitë e tjera dhe jo vetëm në ato të observuara nga Zwicky.
Materia e zezë qëndron më vete
Ajo nuk ndërvepron as me materien e zakonshme as edhe me veten. Një shembull të tillë e sjell masa yjore e “plumbit” (në foto) e formuar nga dy masa yjore galaksie që përshkruajnë njëra mbi tjetrën. Në qendër të fotos, e shënuar me të kuqe është materia e zakonshme e kapur nga rrezet X të observatorit hapsinor Kandra. Gjatë përplasjes e ngadalësoi rrugën e saj dhe ndryshoi dukshëm formën. Përkundrazi, materia e zezë e treguar me blu duket se nuk ka pësuar efekte të veçanta. Si mund të observohet materia e zezë? Kjo falë efektit të lentes gravitacionale, ku bëhet fjalë për devijim të rrezatimit të emetuar nga një burim i ndiçuar nga prania e një mase e vendosur midis burimit dhe observatorit.
Është përgjegjëse për strukturën e Universit.
Duke mos ndërvepruar me materien e zakonshme, është elementi i parë që zgjerohet së bashku me Universin dhe i pari që formon struktura falë të njëjtës forcës gravitacionale. Kështu ajo i jep formë filamenteve të para që përbëjnë strukturën e galaksive dhe përreth këtyre filamenteve konvergon materia e zakonshme e tërhequr nga forca e tyre gravitacionale. Në imazh: formimi i strukturave të materies së zezë gjatë një simulimi.
Nuk është e shpërndarë në mënyrë uniforme.
Materia e zezë jo vetëm që formon filamente më të mëdha se galaksitë, por nga ana tjetër nuk është e shpërndarë në mënyrë uniforme edhe midis vetë galaksive. Ndërveprimi i saj është shumë i dobët që të mund të formojë objekte dense si planete, por kondesohet në “re” që lëvizin në galaksi. Densiteti i këtyre reve varion dhe është më i madh në qendër të vetë galaksive. Meqë ajo nuk lëviz së bashku me yjet, sisteme diellore si ai i yni lëvizin në brendësi të një ere grimcash të materies së zezë. Në imazh: simulimi në një shkallë të madhe i shpërndarjes së materies në Univers, me galaksi të shpërndara në masa yjesh dhe filamente.
Ekzistojnë shumë teori.
Cfarë mund të jetë materia e zezë? Sipas hipotezave më të besueshme bëhet fjalë për grimca të ndryshme nga protonet, neutronet dhe elektronet e zakonshme, tashmë të njohura për ne. Fizikantët për momentin i quajnë Uimp (Weakly Interacting Massive Particles, pra grimca me masë pak ndërvepruese) sepse këto të ashtuquajtura trupëza nuk emetojnë (as reflektojnë) dritë dhe e përshkruajnë si fantazma materien e zakonshme. Bëhet fjalë për grimca shumë të rënda me masë pothuaj të barabartë me atë të grimcës më të rëndë të njohur. Ose mund të bëhet fjalë për grimca elementare shumë të lehta që bashkëngjiten në masa yjore shumë të rënda që mbushin universin. Në imazh: masë yjore galaktike Abell 520, ku supozohet se është prezent maja e materies së zezë.
Dimë çfarë nuk është
Kur flitet se çfarë nuk është kjo materie, atëherë aty mbarojnë dyshimet e astrofizikantëve. Ajo nuk formohet nga vrimat e zeza apo xhuxhat kaf (objekte qiellore as planetë dhe as yll). Tashmë ne e njohim masën e materies së zezë në galaktikën tonë dhe nëse do të ishte e formuar e gjitha nga vrimat e zeza do të shihnim vazhdimisht dukuri të prodhuara nga lentet gravitacionale (në foto), por nuk ndodh kështu. Kjo materie s’mund të jetë e përbërë as edhe nga neutrinet, pasi janë shumë të lehtë dhe nuk do të arrinin të lidheshim mes vedi për të formuar filamentet që formojnë strukturën e galaksive.
Kush e ka parë?
Askush nuk ka arritur të shohë drejtpërdrejt një grimcë të kësaj materie dhe të vetmet prova që kemi për praninë e saj janë jo të drejtpërdrejta. Herë pas here ndodhin përplasje dhe në të gjithë botën kryhen eksperimente (në Itali në laboratorin e Gran Sasso-s), ku përpiqen të fotografojnë këto dukuri për të kuptuar diçka mbi Uimpet (Whimp). Derimë tani asnjë rezultat dhe ka nga ata që besojnë se është e gjitha një iluzion. Sipas fizikantit izraelit Mordehai Milgrom, materia e zezë nuk egziston aspak, por është graviteti që duhet rishkruar. Në kufijtë e galaksive, pohon ai, këto forca duhet të jenë më të forta nga sa hipotetizohet nga teoritë aktuale. Në foto një shkencëtar në laboratorin e nëndheshëm të Boulby-it, në Angli ku po zhvillohet eksperimenti i quajtur Drift që po përpiqet të zbulojë materien e zezë.