Zadanie 13 — matura 2026

Gdy spoglądamy w bezkres kosmosu, wszystko, co widzimy, od gwiazd, przez pył, aż po czarne dziury, jest zbudowane z materii. Zwykła materia stanowi jednak zaledwie 15 procent materii we wszechświecie. Z czego składa się pozostałe 85 procent materii? Nie wiemy. Fakt ten każe nam nabrać pokory. Materię, która nie wchodzi w interakcje ze światłem, nazywamy ciemną materią. Nie emituje ona światła, nie odbija go, ani nie pochłania, toteż nie ma sposobu, byśmy mogli ją „zobaczyć”. […] Skąd wiemy, że ciemna materia istnieje? Bo wywiera efekty grawitacyjne i zakrzywia czasoprzestrzeń tak samo jak zwyczajna materia. […] [Jeden z argumentów] na istnienie ciemnej materii pochodzi z porównania masy galaktyk obliczanej na podstawie efektów grawitacyjnych i masy wykrywanej na podstawie światła gwiazd. Einstein zauważył, że masywne obiekty zakrzywiają czasoprzestrzeń, w której podróżuje światło. Brzmi to dziwnie, ale przecież soczewki też potrafią zmieniać drogę fali światła. Jeśli nosisz okulary lub soczewki kontaktowe, zakrzywiają one światło, by przedmioty znajdujące się w oddali lub bardzo blisko zyskiwały ostrość zależnie od twojej wady wzroku. Pole grawitacyjne ogromnego skupiska galaktyk może wywoływać ten sam efekt w przypadku światła galaktyki znajdującej się za skupiskiem: światło odległej galaktyki podróżujące w naszym kierunku zakrzywia się wokół potężnego skupiska na skutek jego grawitacji. Przy ustawieniu w idealnej linii prostej zdarza się, że światło galaktyki znajdującej się dalej od nas tworzy pierścień wokół galaktyki, która znajduje się bliżej. Nazywamy to pierścieniem Einsteina. Podobny pierścień ujrzysz również, gdy podczas romantycznej kolacji brzeg kieliszka zakrzywi światło świecznika na stoliku. Ilość zakrzywionego światła informuje nas o ilości materii w galaktyce znajdującej się bliżej nas i działającej jak soczewka. Badania siły grawitacji takich galaktycznych soczewek wykazały, że musi w nich być więcej materii, niż by to wynikało z analiz widocznego światła ich gwiazd.