Темная материя: откуда нам известно о ней? - ASTRONEWS.ru

[kamval]

Темную материю нельзя увидеть или обнаружить с помощью существующих приборов. Так откуда же мы знаем, что она действительно существует?

Представьте, что Вселенная – круглая как торт, и нам необходимо ее разделить на вкусные кусочки. Самая большая часть торта, а именно 68% придется на темную энергию – таинственную силу, наличием которой и объясняется расширение нашей Вселенной. 27% нашего торта составит темная материя. Это та таинственная материя, которая окружает галактики и взаимодействует только посредством гравитации. И лишь 5% остается на привычную нам видимую материю. Из нее сотворены пыль, газы, звезды, планеты и, наконец, люди.

Темная материя получила такое название потому, что она, кажется, никак не взаимодействует с видимой: не сталкивается с ней и не поглощает ее энергию. Ни один из существующих инструментов не может нам помочь обнаружить ее. Мы лишь знаем, что она есть, потому что можем увидеть последствия ее гравитации.

Быть может существование темной материи – это не больше, чем плод воображения ученых-фантастов? Откуда мы можем знать, что она действительно существует, если не имеем понятия, что она представляет собой?

А темная материя действительно существует. И на самом деле, это все, что нам о ней известно. Существование темной материи впервые теоретически обосновал Фриц Звики еще в 1930-е годы, однако современные расчеты сделала Вера Рубин лишь в 1960-е и 70-е года. Она подсчитала, что галактики вращаются быстрее, чем это возможно. Они вращаются с такой скоростью, что уже давно должны были разлететься на куски.

Тогда Рубин предположила, что в центре галактик имеется темная материя, гравитационная сила которой не дает им разрушиться.

За последние несколько лет ученые значительно преуспели в обнаружении темной материи, в основном за счет влияния ее гравитации на путь, который проходит свет, пересекая Вселенную. Под воздействием гравитации темной материи свет искажается.

Астрономы даже смогли использовать темную материю в качестве гравитационной линзы для изучения более отдаленных объектов. Она служит им своего рода телескопом, и при этом ученые не имеют понятия, что она представляет собой. До сегодняшнего дня им так и не удалось захватить частицы темной материи для изучения в лаборатории. Одна из следующих задач Большого адронного коллайдера будет состоять в том, чтобы сгенерировать частицы, соответствующие темной материи, какой ее понимаем мы. Даже если БАК не сможет воссоздать темную материю, то позволит отбросить некоторые теории ее природы.

http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=7027

Comments

[kauri-39.livejournal.com]

В 1930-е годы, во времена Цвики и позже не знали о существовании тёмной энергии. Но знали формулы Ньютона (F=ma, F=mm/r^2), с помощью которых рассчитывали орбитальные скорости звёзд. И они получались намного меньше, чем измеряемые с помощью телескопов. Значит, не вся масса притягивающихся тел - галактического центра и звёзд в галактических дисках - видна в телескопы. Даже с учётом массы холодной, не светящейся материи. Поэтому и возникла проблема недостающей массы. И её решили просто - придумали такую тёмную материю, которая участвует лишь в гравитационных взаимодействиях, и не поглощает и не излучает фотоны. Получилось прозрачное платье голого короля.

Однако чтобы удержать быстро вращающиеся звёзды на своих орбитах или галактики, быстро вращающиеся в своих скоплениях, нужна сила, источник которой не обязательно должен быть между ними. Он может быть вокруг них. Поставим опыт с яблоками, одно из них очень помогло Ньютону в определении силы гравитационного притяжения. Раскрутим несколько яблок вокруг общего "центра тяжести". Вы подумали о верёвках, которые будут их удерживать около центра? Но проще раскрутить яблоки в тазу, его стенки тоже удержат яблоки на своих орбитах.

Внешнюю силу, аналогом которой служат стенки таза, открыли позже - в конце минувшего века, и никак к ней не привыкнут. Это плотный расширяющийся эфир или космический вакуум (можно сокращённо - квакуум, но эфир звучит лучше). Он имеет движущую силу (тёмную энергию) - его расширение раздвигает скопления галактик и вызывает ускоренное расширение Вселенной. Он расширяется и между галактиками в их скоплениях, но в меньшей мере, поскольку имеет там меньшую протяжённость и плотность. Но если эта среда раздвигает галактики и их скопления, то она и обжимает их, придавливает составляющие их объекты к центрам своего вращения. Причём только быстро вращающиеся объекты способны противостоять потокам внешнего, быстро расширяющегося эфира. А медленные объекты - звёзды или галактики - эфир давно вдавил в общие для них центры масс - в галактические чёрные дыры и в центральные галактики скоплений. И тёмная материя становится лишней сущностью...