Прежде всего я начну с нескольких идей:
- Барионная материя : Барионы - это элементарные частицы, состоящие из 3 кварков. Это включает в себя протоны и нейтроны, а термин барионная материя относится к материи, состоящей из барионов, таких как атомы. Примеры небарионной материи включают нейтрино, свободные электроны и другую экзотическую материю.
- Такие вещи, как планеты, звезды, пыль и т. Д., Все состоят из атомов и поэтому классифицируются как барионная материя.
Теперь, как мы узнаем, что темная материя присутствует во вселенной?
Астрономы измеряют гравитационное притяжение галактик и галактических групп / скоплений на основе того, как объекты ведут себя при взаимодействии с этими объектами. Некоторые примеры этого включают удаление газа приливом / пылью, орбиту звезд в галактике и гравитационное линзирование удаленного света от большого скопления. Используя это, они определяют массу галактики (или группы галактик). Мы также можем определить массу галактики или группы, взглянув на нее и сложив массу всех объектов (таких как звезды, пыль, газ, черные дыры и другое барионное вещество). Хотя оба эти метода дают нам приближения, ясно, что гравитационная масса галактик и групп превышает массу бариона в 10-100 раз.
Когда астрофизики впервые обнаружили это явление, им пришлось придумать правдоподобное объяснение, поэтому они предположили, что существует какая-то новая, невидимая материя, называемая темной материей. (Кроме того: некоторые астрофизики также придумали другие объяснения, такие как изменение гравитации, но пока темная материя делает лучшую работу при объяснении наблюдений).
Хорошо, теперь, как мы узнаем, что темная материя - это не барионная материя?
Есть несколько причин, по которым астрофизики знают, что крайне маловероятно, что темная материя является барионной. Прежде всего, если все звезды в галактике сияют на нагреваемом объекте, это тепло вызывает выброс излучения, называемого тепловым излучением , и каждый (барионный) объект выше нуля Кельвина (или -273,14 градуса Цельсия) испускает это излучение. Однако темная материя вообще не излучает (отсюда и название темная!)
Если бы темная материя была барионной, это также означало бы, что она может стать светоизлучающей. Если бы мы получили кусок барионной материи * и поместили бы ее в космос, она бы гравитационно сжалась и в конечном итоге сформировала бы звезду или черную дыру ** - и то, и другое мы смогли бы увидеть.
Таким образом, из - за этих причин темной материи в галактиках и галактик групп / кластеров может не быть барионной, и поэтому не могут быть планеты, мертвые звезды, астероиды и т.д. Было бы определенно не быть планеты , поскольку нет никакого способа 10-100 раз в масса звезд в галактике будет планетой, поскольку механизм создания планет зависит от сверхновых, а количество сверхновых, необходимое для того, чтобы многие планеты были слишком большими, чтобы соответствовать нашим наблюдениям. Я надеюсь, что это ответило на ваш вопрос!
* если барионная материя была большой, а количество в галактиках определенно есть!
** мы не наблюдаем черные дыры напрямую, но можем видеть излучение от их аккреционных дисков.