ก่อนอื่นฉันจะเริ่มด้วยแนวคิดบางประการ:
- Baryonic Matter : Baryons เป็นอนุภาคพื้นฐานที่ประกอบไปด้วย 3 ควาร์ก ซึ่งรวมถึงโปรตอนและนิวตรอนและคำbaryonicหมายถึงสสารที่ทำจาก baryons เช่นอะตอม ตัวอย่างของสสารที่ไม่ใช่ baryonic ประกอบด้วยนิวตริโนอิเล็กตรอนอิสระและสสารอื่นที่แปลกใหม่
- สิ่งต่าง ๆ เช่นดาวเคราะห์ดาวฝุ่น ฯลฯ ล้วนทำมาจากอะตอมดังนั้นจึงจัดว่าเป็นสสารแบริออน
ตอนนี้เราจะรู้ได้อย่างไรว่าสสารมืดมีอยู่ในเอกภพ
นักดาราศาสตร์วัดแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงของกาแลคซีและกลุ่มกาแลคซีตามกลุ่มของวัตถุที่มีพฤติกรรมเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับวัตถุเหล่านี้ ตัวอย่างของสิ่งนี้รวมถึงการลอกก๊าซหรือฝุ่นของวงโคจรของดาวฤกษ์ในกาแลคซีและเลนส์ความโน้มถ่วงของแสงที่อยู่ห่างไกลจากกระจุกดาวขนาดใหญ่ การใช้สิ่งนี้จะกำหนดมวลของกาแลคซี (หรือกลุ่มกาแล็กซี่) เรายังสามารถตรวจสอบมวลของกาแลคซีหรือกลุ่มโดยดูที่มันและเพิ่มมวลของวัตถุทั้งหมด (เช่นดาวฝุ่นก๊าซหลุมดำและสสารแบริออนอื่น ๆ ) ในขณะที่วิธีการทั้งสองนี้ให้การประมาณเราเป็นที่ชัดเจนว่ามวลความโน้มถ่วงของกาแลคซีและกลุ่มเกินมวลมวลแบริออนด้วยปัจจัย 10-100
เมื่อนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์พบปรากฏการณ์นี้เป็นครั้งแรกพวกเขาจะต้องมีคำอธิบายที่น่าเชื่อถือดังนั้นพวกเขาจึงเสนอว่ามีสสารใหม่ที่มองไม่เห็นที่เรียกว่าสสารมืด (นอกเหนือจาก: นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์บางคนก็มีคำอธิบายอื่น ๆ เช่นแรงโน้มถ่วงที่ปรับเปลี่ยน แต่สสารมืดจนถึงตอนนี้ทำงานได้ดีที่สุดในการอธิบายการสังเกตการณ์)
โอเคทีนี้เราจะรู้ได้อย่างไรว่าสสารมืดไม่ใช่สสารแบริออนใด ๆ
มีเหตุผลบางประการที่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์รู้ว่ามันไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่งที่สสารมืดจะเป็นแบริออน ก่อนอื่นถ้าดาวทั้งหมดในกาแลคซีส่องแสงบนวัตถุที่มันร้อนขึ้นความร้อนนี้ทำให้เกิดการปลดปล่อยรังสีเรียกว่าการแผ่รังสีความร้อนและวัตถุทุกชนิด (baryonic) เหนือศูนย์เคลวิน (หรือ -273.14 องศาเซลเซียส) เปล่งรังสีนี้ อย่างไรก็ตามสสารมืดไม่ปล่อยรังสีใด ๆ เลย (ด้วยเหตุนี้ชื่อที่มืด!)
ถ้าสสารมืดเป็น baryonic มันก็จะหมายความว่ามันจะเปล่งแสงออกมา ถ้าเราได้ก้อนแบริออนสสาร * และวางไว้ในอวกาศมันจะหดตัวอย่างรุนแรงและในที่สุดก็จะก่อตัวเป็นดาวฤกษ์หรือหลุมดำ ** ซึ่งทั้งคู่ก็สามารถมองเห็นได้
ดังนั้นด้วยเหตุผลเหล่านี้สสารมืดในกาแลคซีและกลุ่มกาแลคซี / กลุ่มไม่สามารถเป็นแบริออนและดังนั้นจึงไม่สามารถเป็นดาวเคราะห์ดวงดาวที่ตายแล้วดาวเคราะห์น้อย ฯลฯ มันจะไม่เป็นดาวเคราะห์อย่างแน่นอนเนื่องจากไม่มีทาง 10-100 เท่า มวลของดาวในกาแลคซีจะเป็นดาวเคราะห์เนื่องจากกลไกในการสร้างดาวเคราะห์อาศัยซุปเปอร์โนวาและจำนวนของซุปเปอร์โนวาที่จำเป็นสำหรับดาวเคราะห์หลายดวงนั้นสูงเกินไปที่จะตรงกับการสังเกตของเรา ฉันหวังว่านี่จะตอบคำถามของคุณ!
* หากกลุ่มก้อนของ baryonic มีขนาดใหญ่และจำนวนที่มีอยู่ในกาแลคซีก็คือ!
** เราไม่สังเกตหลุมดำโดยตรง แต่สามารถมองเห็นการแผ่รังสีจากดิสก์สะสมของพวกเขา