Существует ли темная материя? И почему мнения ученых разделились?

Публикация: 15.09.2022
Источник Комментарии

Сегодня физики все чаще отходят от идеализированных сценариев и обращаются к сложной реальности.

Человечество можно назвать амбициозным видом. Мы живем на маленькой планете, вращающейся вокруг обыкновенной звезды и все же стремимся разгадать все тайны Вселенной. Возьмем, к примеру, темную материю. Считается, что она составляет большую часть материи в галактиках, однако наблюдать ее невозможно – эта таинственная субстанция не взаимодействует с электромагнитным излучением. Мы знаем о ее предполагаемом существовании благодаря гравитационному эффекту, который она оказывает на наблюдаемые нами объекты. Сегодня и темная материя и темная энергия являются основными столпами ведущей космологической модели. Недавно в журнале Astronomy and Astrophysics вышло исследование, в котором перечислены доказательства существования темной материи в самых первых галактиках во Вселенной. Но если ученые ошибаются и никакой темной материи/энергии на самом деле не существует, наши представления об устройстве мироздания придется пересмотреть. А это, согласитесь, серьезно.

Поиски невидимой материи

В 1970-х астрономы Вера Рубин и Кент Форд представили новую теорию, способную объяснить наблюдаемое поведение звезд, планет и галактик. Они предположили, что некая невидимая субстанция оказывает сильное гравитационное воздействие на видимые небесные тела. По мнению Рубин и Форда эта «темная материя» удерживает космические объекты вместе, как будто склеивая их.

Исследователи также пытались понять почему небесные тела, расположенные за пределами центра галактики, вращаются с той же скоростью что и объекты рядом с ним. Такое положение вещей противоречит закону Ньютона, согласно которому звезды и газ должны замедляться по мере удаления от галактического центра, однако наблюдения показывают, что это не так, а объяснить происходящее может наличие таинственной материи.


Возможно темная материя не существует

Теория Форда и Рубин, однако, не получила всеобщего признания, а многие исследователи по-прежнему уверены, что темной материи не существует. С ними готовы поспорить ученые из NASA – как показали результаты нового исследования, существует ряд факторов, подтверждающих выводы 1970-х годов.

Больше по теме: Может ли темная материя формироваться из обычной материи?

Темная материя внутри галактик

Наличие невидимой субстанции, «склеивающей» звезды и планеты, меняет наше понимание Вселенной. Дело в том, что наблюдаемая материя в галактиках составляет всего 20% – исследователи называют эту материю барионной (это означает, что она состоит из таких субатомных частиц как протоны, нейтроны и электроны). Остальные 80% остаются невидимыми и непонятными.

Авторы работы, опубликованной в научном журнале Astronomy and Astrophysics, приводят новые доказательства в пользу существования темной материи. Объектом исследования стали не менее 260 молодых спиральных галактик, в которых формируются новые звезды.


Перел вами спиральная галактика NGC 986

Напомним, что расстояние между нашей планетой и выбранными объектами составляет примерно семь миллиардов световых лет. Это означает, что они сформировались когда Вселенная была в два раза моложе чем сегодня (возраст Вселенной составляет примерно 13,8 миллиардов лет). По форме эти галактики напоминают Млечный Путь с его спиральными рукавами из звезд и газовых облаков.

Еще больше статей о тайнах Вселенной и темной материи читайте на нашем канале Пульс Mail.ru Так вы точно не пропустите ничего интересного!

Астрономам удалось подтвердить, что эти молодые галактики окружены ореолом темной материи, исходящим из галактического центра. Эти гало, однако, намного компактнее, чем у ближайших к нам галактик, а значит распределение темной материи внутри галактик медленно расширяется с течением времени.

Мы полагаем, что это явление иллюстрирует прямое взаимодействие между частицами темной материи и обычными барионными частицами: плотность ореолов меняется и выходит за рамки известных гравитационных взаимодействий, – пишут исследователи.


Темную материю нельзя увидеть, но это не значит, что ее не существует

Астрономы также указывают, что темная материя отвечает не только за крупномасштабную структуру Вселенной (подробности здесь), но и за скопления галактик, удерживающихся вместе. А вы знали, что темная материя может скрываться в дополнительном измерении? Все подробности можно узнать здесь.

Альтернатива темной материи

Еще одна группа исследователей предположила, что ситуация вокруг темной материи изменилась – ответ следует искать в самой гравитации. Если внимательно посмотреть на полную галактик, звезд, пыли, газа и черных дыр Вселенную, можно обнаружить что-то уже известное. В конце концов, если дополнительные гравитационные эффекты существуют, за них может отвечать нечто невидимое, например, принципиально новый тип материи или частиц.

Это интересно: Квантовый мир: как связаны стерильные нейтрино и темная материя?

Так, если бы нейтрино были достаточно массивными, то вполне могли бы объяснить происходящее. Еще одним вариантом может быть рождение Вселенной со слишком большим количеством материи, часть которой коллапсировала, образовав черные дыры. Подобные варианты могут положить конец бесконечным несоответствиям между реальным поведением небесных объектов и нашими физическими теориями.


темная материя – гипотетическая форма материи, составляющая четверть всей массы и энергии Вселенной.

Увы, но эти предположения вряд ли верны, поскольку общее количество барионной материи во Вселенной уже известно. Некоторые исследователи также предлагают пересмотреть теорию гравитации, чтобы полностью избавиться от темной матери. Но если мы хотим разгадать тайны Вселенной, от темной материи (и энергии) отказываться не стоит, по крайней мере пока.

Отметим, что ученые часто обнаруживают что-то новое, способное поставить под сомнение господствующие теории. Например, результаты ранее проведенных исследований показали, что молодые галактики со звездообразованием, по-видимому сталкиваются с дефицитом темной материи (по сравнению с более поздними галактиками). По этой причине некоторые физики полагают, что темная материя играет гораздо меньшую роль в ранних звездных системах, нежели в современных галактиках. Однако на сегодняшний день эти предположения не состоятельны.

Вам будет интересно: Темная материя – ключ к теории гравитации?

Новый детектор темной материи

Чтобы узнать существует ли темная материя, ученым предстоит долго наблюдать за галактиками. К счастью, новые астрономические инструменты, в числе которых космический телескоп Джеймс Уэбб, способны «видеть» далекое прошлое нашей Вселенной, включая первые звезды и галактики, образовавшиеся вскоре после Большого взрыва.


В рамках проекта Lux-Zeplin учёные будут искать признаки существования материи внутри титанового резервуара, наполненного сжиженным ксеноном.

Исследователи возлагают большие надежды на самый чувствительный детектор темной материи LUX-ZEPLIN, который расположен в 1,5 км под землей и помещен в большой резервуар с водой (это сделано для защиты LZ от столкновений с другими частицами). Как следует из названия, детектор является преемником двух предыдущих проектов LUX и ZEPLIN, однако его последняя версия в 50 раз чувствительнее к потенциальным сигналам темной материи.

Не пропустите: О чем говорит странная физика черных дыр? Обсуждаем самые невероятные гипотезы

Среди кандидатов на роль темной материи исследователи выделяют слабо взаимодействующие массивные частицы (WIMPs), рожденные в ранней Вселенной. Если они действительно существуют, то взаимодействуют с обычной материей создавая уже знакомые астрономические аномалии. Новый детектор окружен датчиками, отслеживающими любые вторжения искомых частиц, а в качестве мишени используется резервуар со сверхчистым жидким ксеноном.


Астрофизика Загадки космоса Темная материя

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

LongReef Team Автор статьи: LongReef Team
21
Нет Комментариев.
Но, вы можете быть первыми кто его оставит

Авторизуйся что бы оставить свой коммент...

Интресное

Думаете, что планета Земля кружится строго вокруг Солнца и вода хорошо проводит электричество? А...
До сих пор ученые не знали, что происходит в темных кратерах Луны, в которые не проникает солнечный...
Ученые собрали данные с орбитальных аппаратов и создали подробную карту Марса с указанием мест, где...
Сегодня нас не удивить полетами в космос, фактом существования искусственного интеллекта и многими...
13.08.2022
Можно ли обнаружить темную материю? Этот вопрос физики изучают на протяжении последних 30 лет,...
Пытаясь найти инопланетян, ученые изучают планеты, которые максимально похожи на Землю.
Красная планета издревле привлекает к себе внимание. Но есть ли на ней жизнь? И как мы об этом...
Скоро у космических зондов «Вояджер» закончится топливо — на этот раз точно.
19.06.2022
Межпланетная станция «Марс-экспресс» сфотографировала «огромный жуткий глаз» на поверхности Красной...

Популярные Статьи

В рамках передачи «Разрушители легенд» было проверено множество мифов из фильмов.
Черные дыры существуют и это – научный факт. Но что насчет червоточин? Могут ли эти гипотетические...
По США никогда не наносился ядерный удар, однако ядерное оружие уже убило в стране сотни тысяч...
Многие люди тратят огромное количество сил, чтобы избавиться от вредных привычек. А что, если мы...
Ученые обнаружили в Израиле гробницу возрастом 3500 лет, в которой находились керамические сосуды с...
Ученые обнаружили высокую эффективность и пользу от безбелковой диеты. Как выяснилось, сокращения...
На северном побережье Исании в массиве Ардинес имеется пещера, которая служила пристанищем для...
Ученые в Эквадоре на местном кладбище нашли сразу три новых вида змей, которые живут в земле и...
Во времена СССР ассортимент продуктов был не настолько широким, как сегодня. Поэтому многие люди,...
У берегов Австралии на глубине 600 метров выловили жуткую на вид акулу. Она обладает большими...
Многие люди помнят советскую колбасу, как качественную с более натуральным вкусом чем сейчас....
Ученые считают, что на спутнике Сатурна Энцелад может существовать жизнь. Ранее в составе воды были...
Шестое массовое вымирание на Земле уже началось. По мнению ряда ученых, многие виды животных...
В древние времена медицина была плохо развита и методы лечения заболеваний отличались особенной...
В Израиле обнаружили пещеру с большим количеством артефактов, которая сохранялась нетронутой в...
Самая большая пирамида в мире располагается не в Египте, а на территории Мексики. Предлагаем...
Ученые пришли к выводу, что Земля уже преодолела некоторые климатические точки невозврата, что...
В конце сентября 2022 года Юпитер приблизится к Земле и станет очень ярким.
Недавнее исследование показало, что оспа обезьян может вызывать воспаление мозга и спутанность...
У многих людей до сих пор хранятся вещи, которые были выпущены во времена СССР. Некоторые из них...
Ученые провели эксперимент и выяснили, как нужно укладывать младенцев спать.
Ученые нашли способ как легко и быстро остановить потепление в Арктике, которая нагревается с...
В мире существует немало опасных вирусов и бактерий, однако микозы все чаще составляют им...
Долгое время считалось, что шумерская цивилизация является самое древней. Но многие находки...
Смерть – неотъемлемая часть жизни. Каждое живое существо на Земле рано или поздно погибнет. Но...
В передачах про выживание в диких условиях зрителей учат добывать еду, огонь и все остальное....
Знаете ли вы, что животные могут быть невидимыми? А что их глаза могут покрывать всю поверхность...
В Интернете часто встречаются фотографии с гигантскими собаками, кошками и другими животными — они...
Ученые предупреждают, что начиная с 2011 года в мировом океане резко увеличилось количество морских...
Сегодня в космос летают не только астронавты — при наличии желания и денег, туда могут отправиться...
Стрессоустойчивость человека зависит от активности миндалевидного тела, то есть участка мозга,...
Британские ученые обнаружили на древней карте два загадочных острова, которые в настоящее время...
Космическое агентство почти отремонтировало ракету Space Launch System и готово запустить ее в...
Проблемы с сердцем — основная причина смертей во всем мире.
Пионер по поиску внеземных цивилизаций Фрэнк Дрейк, автор знаменитого уравнения ушел из жизни в...
Космическая программа СССР была очень богата различными событиями.
Самый опасный ледник в Антарктиде может "сползти" в океан и оказаться в свободном...
В Африке живет народ, представители которого разговаривают на «мужском» и «женском» языках.
Курение табака — одно из главных угроз для здоровья человека.
Нынешний энергетический кризис в Европе ударил не только по рядовым гражданам и промышленности, но...
Осенью многие люди страдают от простуды и других заболеваний.
Индейская цивилизация майя одна из самых известных и загадочных. Ей удалось добиться невероятных...
В Дубае хотят построить огромный небоскреб в форме Луны за 5 миллиардов долларов.
Кошки сопровождают нас на протяжении тысячетлитий. Мы поклонялись им, укутывали золотом, кормили из...
Когда-нибудь люди надолго переедут на Марс — некоторые ученые в этом твердо уверены. При этом, в...
Израильские ученые смогли полностью вылечить рак мозга за несколько дней без химиотерапии, лучевой...
Может показаться, что современные люди во всем лучше неандертальцев: у нас есть крепкое здоровье,...
Магнитные бури, казалось бы, не могут вызывать природные катастрофы, такие как цунами. Однако, по...
Путешествие легендарных космических аппаратов "Вояджер-1" и "Вояджер-2" длится...
Говорят, что в теплых странах можно увидеть рыб, которые прыгают по суше и даже могут взбираться на...
Ученым удалось выяснить где появились первые динозавры, а также как и когда они расселились по...
Впервые ученым удалось выяснить, почему во время быстрой фазы сна люди и животные двигают глазами....
При недостатке витамина С организм человека может сильно пострадать. Давайте узнаем — не нужно ли...
Треть территории Пакистана находится под водой из-за сильнейшего наводнения за последние 30 лет....
Кто-то считает, что школьная форма обязательна и учит дисциплине. Для других это — зло, которое...
В Польше найден скелет женщины, к шее которой был прислонен хорошо заточенное лезвие. Ученые...
В Австралии установят "черный ящик Земли" – устройство, которое зафиксирует данные о...
Осенью 2022 года очень холодно — теплую одежду приходится носить даже дома. Есть несколько отличных...
Компания OceanGate совершила очередную экспедицию к затонувшему «Титанику».
Индийские рабочие муравьи способны увеличивать продолжительность своей жизни на 500%. Это...