Тот факт, что Вселенная структурирована так, это еще одно свидетельство того, что темной материи. Поэтому мы знаем, что он существует. Но что это такое? это такое? И как ученые ищут его?
Новая физика темной материи: зачем ее искать и как она будет работать?
Темная материя Она не излучает и не поглощает свет и практически не взаимодействует с «нормальной» материей. материей, Ученым пока не удалось найти ни одноготемной»частица». Но вселенная, какой мы ее знаем, и мы сами не могли бы существовать без него. Чем может помочь это исследование и что оно объясняет? темной материи?
Читайте «Высокие технологии» на
Что такое темная материя?
Это такая гипотетическая форма материи, которая не участвует в электромагнитных взаимодействиях и поэтому не поддается непосредственному наблюдению. Она составляет четверть массы энергии Вселенной и проявляется только в гравитационных взаимодействиях.
Звезды производят 100% света, который мы видим во Вселенной, но только 2% ее массы. Изучая движение галактик, скоплений галактик и тому подобных объектов, мы обнаруживаем, что гравитационная масса превышает звездную массу в 50 раз. Можно подумать, что другие типы обычных материи может объяснить эту разницу.
- Видимое вещество — 5%.
- Нейтрино — 0,3–3%.
- Барионная темная материя — 4–5%.
- Небарионная темная материя — 20–25%.
- Темная энергия — 70–75%.
Но даже если мы сложим все эти компоненты, у нас останется только 15-17% от общего количества материи, необходимого для объяснения гравитации. Для остального движения, которое мы видим, нам нужна форма материи, которая не только отличается от протонов, нейтронов и электронов, но и не подходит ни под одну из известных частиц Стандартной модели. Мы должны как-то темная материя.
Состав и природа темной материи в настоящее время неизвестны. В рамках обычной космологической модели холодная модель считается наиболее вероятной темной материи. Наиболее вероятные частицы-кандидаты темной материи — трусы. Несмотря на активный поиск, их пока не удалось обнаружить экспериментально.
Зачем нам нужна темная материя?
Темная материя Они нужны нам не только для объяснения астрофизических явлений, таких как галактическое вращение, движение скоплений галактик и столкновения, но и для объяснения происхождения самой жизни.
Чтобы объяснить почему, нам нужно вспомнить, что Вселенная началась в горячем и плотном состоянии — Большом взрыве — когда все представляло собой почти однородное море одиночных, свободных, высокоэнергетических частиц. По мере охлаждения и расширения Вселенной образовались протоны, нейтроны и самые легкие ядра (водород, гелий, дейтерий и немного лития), но больше ничего. Всего десять или сто миллионов лет назад эта материя они коллапсировали в области, достаточно плотные для образования звезд и галактик.
Все это тоже произошло бы, хотя и несколько иначе, с темной материей или без них. Но чтобы воспроизводиться в больших количествах, необходимые для жизни элементы — углерод, кислород, азот, фосфор, сера — должны расплавиться в ядрах самых крупных звезд во Вселенной. Чтобы сформировать твердые планеты, органические молекулы и жизнь, они должны сначала выбросить эти тяжелые атомы в межзвездную среду, где они снова станут звездами в следующем поколении. Для этого необходим взрыв сверхновой.
Темная звезда (концепт) — Dark Star: A Dark Star (темная материя) Темная звезда (фильм) научно-фантастический фильм режиссера Джона Карпентера. Темная звезда (роман) первый том первого расширения серии Хроники Арсии, автор … … Википедия
Невидимая темная материя и темная энергия
Но если мы не можем увидеть что-то, как мы можем доказать, что оно существует? И то, что заставляет нас думать, что темная материя и темная является ли эта энергия чем-то реальным?
Масса крупных объектов рассчитывается по их пространственному смещению. В 1950-х годах исследователи, изучавшие спиральные галактики, предположили, что вблизи центра находится материал будет двигаться гораздо быстрее, чем дальний. Однако оказалось, что звезды двигались с одинаковой скоростью и, следовательно, имели гораздо большую массу, чем предполагалось ранее. Газ, исследованный в эллиптических тренажерах, показал те же результаты. Вывод был неизбежен: если бы учитывались только кажущиеся массы, скопления галактик давно бы распались.
Модель распределения темной материи во Вселенной 13,6 миллиарда лет назад.
Альберт Эйнштейн смог доказать, что крупные универсальные объекты могут изгибать и искажать лучи света. Это позволило использовать их в качестве естественного увеличительного стекла. Изучая этот процесс, ученые смогли создать карту темной материи.
Оказывается, большая часть нашего мира состоит из еще более неуловимой материи. Вы сможете узнать больше интересных вещей о темной материи, если вы посмотрите видео.
Если говорить о материи, то темная явно лидирует в процентном отношении. Но в целом он занимает лишь четверть общей площади. Вселенная, с другой стороны, полна темной энергией.
С момента Большого взрыва космос начал процесс расширения, который продолжается до сих пор. Исследователи предполагали, что первоначальная энергия в конечном итоге будет израсходована и замедлится. Но далекие сверхновые доказывают, что космос не стоит на месте, а ускоряется. Все это возможно только в том случае, если количество энергии настолько велико, что преодолевает гравитационный эффект.
Разъяснение загадки
Мы знаем, что Вселенная, по большей части. темной энергии. Это таинственная сила, которая заставляет пространство увеличивать скорость расширения Вселенной. Еще один загадочный ингредиент действует темная материя, поддерживающая контакт с объектами только посредством гравитации.
Ученые не могут различить темную материю при непосредственном наблюдении, но результаты доступны для изучения. Они способны улавливать свет, который искривляется под действием гравитационного притяжения невидимых объектов (гравитационное линзирование). Они также наблюдают моменты, когда звезда вращается вокруг галактики гораздо быстрее, чем должна.
Все это объясняется наличием огромного количества неуловимой материи, которая влияет на массу и скорость. Этот вопрос действительно окутан тайной. Получается, что исследователи, вероятно, не могут понять, что находится перед ними, но что не является «этим».
На этом коллаже представлены изображения шести различных скоплений галактик, сделанные космическим телескопом НАСА «Хаббл». Кластеры были обнаружены при попытке понять поведение темной материи в скоплениях галактик при их столкновении.
Темная материя… темная. Они не излучают свет и не видны непосредственно. Поэтому мы исключаем звезды и планеты.
Они не ведут себя как обычные облака материи (такие частицы, называемые барионами). Если бы существовали барионы в темной материи, то при непосредственном наблюдении она будет выглядеть так.
Исключаем также Черные дыры, потому что они действуют как гравитационные линзы, излучающие свет. Ученые не наблюдают достаточно событий линзирования, чтобы рассчитать объем темной материи, которые должны существовать.
Хотя Вселенная огромна, она началась с самых маленьких структур. Считается, что что темная материя вокруг «строительных блоков» с обычными материей, образование первых галактик и скоплений галактик.
Чтобы отыскать темную материю, Ученые используют несколько методов:
- Большой адронный коллайдер.
- инструменты, вроде WNAP и космическая обсерватория Планка.
- эксперименты прямого обзора: ArDM, CDMS, Zeplin, XENON, WARP и ArDM.
- косвенное обнаружение: детекторы гамма-лучей (Ферми), нейтринные телескопы (IceCube), детекторы антивещества (PAMELA), рентгеновские и радиодатчики.
Углубляемся в тайну
Ни разу ученые не смогли увидеть буквально темную материю, поскольку он не соответствует бариону.тактирОни не смогли буквально увидеть его, потому что он не является барионным и поэтому ускользает от света и других форм электромагнитного излучения. Но исследователи убеждены в его наличии, так наблюдая его воздействие на галактики и скопления галактик.
Стандартная физика говорит, что звезды должны замедляться на краях спиральных галактик. Но оказалось, что так, что появляются звезды, скорость которых не подчиняется принципу положения относительно центра. Это можно объяснить только тем, что звезды способны противостоять влиянию невидимого темной материи в ореоле вокруг галактики.
Наличие темной материи также способен расшифровать некоторые иллюзии, наблюдаемые в глубинах Вселенной. Например, появление странных колец и дуг света в галактиках. То есть свет от далеких галактик подвергается искажению и усиливается невидимым слоем темной материи (эффект гравитационного линзирования).
На данный момент у нас есть некоторые идеи о том, что подразумевается под темная материя. Основная идея заключается в том, что это экзотические частицы, которые не взаимодействуют стактирующие с обычной материей и свет, но они обладают силой в смысле гравитации. Сейчас несколько групп (некоторые с помощью Большого адронного коллайдера) работают над созданием частиц темной материи, изучать их в лабораторных условиях.
Другие считают, что сила может быть объяснена фундаментальным изменением в теории гравитации. Затем существуют различные формы гравитации, которые сильно отличаются от привычной картины и законов, установленных физикой.
