• РЕГИСТРАЦИЯ
Коронавирус. Последние новости

Физик считает, что динозавров могла убить темная материя

12 3943

Лиза Рэндалл

Мы не можем ее увидеть или почувствовать. Но Лиза Рэндалл считает, что темная материя может многое объяснить о нашей Вселенной — в том числе и гибель динозавров. Но каждый любитель астрономии знает, что темная материя весьма неуловимая штука. Мы не видим ее, не слышим, не чувствуем, не знаем, какова она на вкус и запах. Даже с использованием самого хитроумного научного оборудования в мире нам пока не удалось получить доказательств того, что эта давно предположенная форма вещества существует вообще — хотя считается, что Вселенная полна темной материи.

 

Но если ее существование уже не оставляет сомнений, остается много вопросов о темной материи — включая и тип частиц, из которой она состоит. И, наряду с другими ведущими учеными, гарвардский физик Лиза Рэндалл пытается ответить на эти вопросы.

Не так давно старший научный редактор Huffington Post пообщался с Рэндалл, и в результате на свет появилось любопытное интервью, которым мы с вами и поделимся. Всегда интересно услышать мнение специалиста о его теме, да еще и доступным языком.

Что такое темная материя?

Это неуловимая форма материи, которая взаимодействует через гравитацию, подобно обычной материи, но не излучает или поглощает свет. Темная материя, похоже, существует везде во Вселенной. Но мы не воспринимаем ее напрямую: только через ее гравитационное влияние, поскольку она так слабо взаимодействует с обычной материей, к которой мы привыкли.

Темная материя состоит из атомов?

Нет. Она состоит не из атомов и даже не из знакомых нам элементарных частиц вроде протонов и электронов, которые заряжены и поэтому взаимодействуют со светом. Впрочем, возможно, темная материя состоит из частиц, масса которых сравнима с теми, что нам известны. Если это так и если эти частицы движутся со скоростью, которую мы можем предположить, миллиарды частиц темной материи проникают через каждого из нас каждую секунду. Но никто этого не замечает.

Если она невидимая, почему мы называем ее «темной»?

Возможно, темной материи лучше было бы с названием «прозрачная материя». Обычно мы называем «темным» то, что, вроде вашей черной рубашки или пиджака, поглощает свет. Но в случае с темной материей свет просто проходит через нее.

Откуда мы знаем, что темная материя существует?

Мы знаем, что она есть, поскольку видим ее эффекты на звездах и галактиках. При помощи телескопов и других инструментов мы можем увидеть, что что-то, помимо гравитации звезд и галактик, которые мы наблюдаем, влияет на движение этих звезд и галактик.

Темная материя влияет на расширение Вселенной, на путь, который проходят лучи света, достигающие нас от далеких объектов, и многие другие измеряемые явления, которые убеждают нас в существовании темной материи. Мы знаем о темной материи — и о ее безусловном существовании — по измерению гравитационных эффектов.

Гипотеза темной материи впервые была выдвинута много десятков лет назад. Расскажите нам об этом.

Впервые гипотезу темной материи выдвинул в 1933 году Фриц Цвикки, швейцарский астроном из Калифорнийского технологического института. Он пришел к этой идее после наблюдения скоростей звезд в гигантской группе гравитационно соединенных галактик, известной как скопление Волос Вероники (скопление Кома). Необходимо определенное количество гравитации, чтобы удержать быстро движущиеся звезды в скоплении от разбегания. И на основе вычислений скорости звезд Цвикки подсчитал, что количество массы, которой должно обладать скопление, чтобы иметь необходимую гравитационную тягу, было в 400 раз больше, чем вклад измеренной светящейся массы — то есть материи, которая излучает свет. Для учета всей этой дополнительной материи Цвикки предположил существование, как он назвал, dunkle materie, что по-немецки означает «темную материю».

Несмотря на эти первые наблюдения, долгое время темную материю по сути игнорировали (и его оценка недостающей материи была на самом деле слишком большой). Но в 1970-х годах идею возродили, когда астрономы наблюдали движение спутниковых галактик — небольших галактик в окрестностях более крупных — которое можно было объяснить только присутствие дополнительной невидимой материи. Эти и другие наблюдения перевели темную материю в область серьезных исследований.

Но ее статус значительно укрепился в 1970-х годах, благодаря работе Веры Рубин, астронома из Института Карнеги в Вашингтоне. Рубин и ее коллега Кент Форд обнаружили, что скорости вращения звезд были в значительной степени одними и теми же на любом расстоянии от галактического центра. То есть звезды вращались с постоянной скоростью даже далеко за пределами региона, содержащего светящуюся материю. Единственным возможным объяснением было наличие некой неучтенной материи, которая помогла удерживать дальние звезды, которые двигались быстрее, чем ожидалось.

Примечательным выводом этих исследователей было то, что на обычную материю приходилась лишь одна шестая от массы, необходимой для удержания звезд на орбите. Их наблюдения стали самым убедительным доказательством темной материи на то время.

В каком состоянии текущее знание о темной материи?

Ученые проделали большой прогресс в понимании темной материи, но остаются большие вопросы. Для исследователя вроде меня это оптимальная ситуация. Пожалуй, можно сказать, что физики, изучающие «темное», участвуют в революции Коперника в более абстрактной форме. Не только Земля физически не является центром Вселенной, но и наше физическое состояние далеко не центральное для большей части материи.

Выявить самые базовые элементы обычной материи было сложно, но ее исследование было куда более прямолинейным, нежели исследование темной материи, которая нас окружает. Несмотря на слабость ее взаимодействий, в ближайшие десять лет у ученых есть реальный шанс выявить и определить природу темной материи. И поскольку темная материя скапливается в галактиках и других структурах, грядущие наблюдения галактики и Вселенной позволяет физикам и астрономам изучать ее по-новому.

Что новые открытия о темной материи могут рассказать нам о происхождении Вселенной?

Никто не знает, с чего началась Вселенная, и понимание темной материи совсем необязательно принесет нам новые идеи. Но существование темной материи помогает нам понять, как Вселенная развивалась и как формировались структуры вроде галактик. Если темная материя имеет особенные свойства, они могут отразиться в размерах галактик и распределении.

Как насчет существования множественных вселенных — так называемой мультивселенной?

Темная материя и множественные вселенные на самом деле никак не связаны. Мы знаем о темной материи по ее эффектам на расширение Вселенной, наряду с другими вещами. Другие вселенные могут быть еще более темной материей в том смысле, что они настолько далеки от нас, что не повлияют на нас гравитационно ни разу за весь срок жизни вселенной. Но это также означает, что мы не сможем изучать их при помощи наблюдений. Я предпочитаю изучать «мультивселенную», которая находится здесь и сейчас.

Какова связь между темной материей и динозаврами, о которой вы писали в своей книге?

Мои коллеги и я считаем, что темная материя могла в конечном счете (и косвенно) быть ответственной за исчезновение динозавров. Мы знаем, что 66 миллионов лет назад объект шириной не меньше 10 километров упал на Землю из космоса и уничтожил наземных динозавров, а также три четверти других видов на Земле. Этот объект мог быть кометой из пояса Оорта, гипотетической области из комет и других тел за пределами орбиты Нептуна. Но почему эта комета была сбита со своей стабильной орбиты в поясе Оорта, никто толком не знает.

Наше предположение таково: во время прохождения Солнечной системы через среднюю плоскость галактики Млечный Путь, она столкнулась с диском темной материи, который выбил этот удаленный объект, что привело к катастрофическому столкновению. В нашей галактической окрестности основная часть темной материи окружает нас невероятно гладким и диффузным сферическим гало.

Солнце

На иллюстрации показано движение Солнца через галактическую плоскость

Тот тип темной материи, которая запустила кончину динозавров, распределялся совсем не так, как большая часть темной материи во Вселенной. Этот дополнительный тип темной материи должен был оставить гало нетронутым, но его отличное взаимодействие привело к тому, что он конденсировался в диск — прямо в центре плоскости Млечного Пути. Эта тонкая область стала настолько плотной, что когда Солнечная система проходила через нее и Солнце осциллировало вверх и вниз по мере движения через нашу галактику, гравитационное влияние этого диска было невероятно сильным.

Ее гравитационное притяжение было достаточно мощным, чтобы выбить кометы на внешней границе Солнечной системы, где противодействующая тяга Солнца была слишком слабой, чтобы вернуть их на место. Сбежавшие кометы были выброшены из Солнечной системы или же — моментально — перенаправлены во внутреннюю Солнечной систему, где могли потенциально ударить Землю.

Если темная материя может объяснить гибель динозавров, может ли она также объяснит, с чего началась жизнь на Земле?

Материал, падающий на Землю, вроде комет и астероидов, почти наверняка сыграл роль в определении состава Земли и мог также сыграть роль в запуске ключевых жизненных процессов. Большинство таких теорий остаются спекулятивными, но вполне вписываются в картину мира и стоят затраченных на них усилий.

А если темная материя может отправить опасные кометы или астероиды в нашу сторону, стоит ли нам переживать?

Безусловно, иногда астероиды подходят довольно близко. Столкновения будут, несомненно, происходить, но их ожидаемая частота и величина остаются предметом дебатов. Ударит по нам что-нибудь, нанесет ли нам урон со временем и стоит ли нам об этом беспокоиться, это пока нерешенные вопросы. Лично я не считаю это величайшей опасностью для человечества.

Стоит ли нам переживать? Это зависит от масштабов, цены, порога нашего беспокойства, решений, которые принимает общество, и того, сможем ли мы справиться с угрозой. Такие угрозы нечасто вызывают ажиотаж, даже если возможен потенциальный ущерб. И хотя они действительно могут ударить и уничтожить крупный населенный центр, шансы на то, что это произойдет в обозримом будущем, ничтожно малы.

Ваш взгляд на космос как физика отличается от взгляда людей, далеких от науки. Какие неправильные выводы такие люди делают относительно Вселенной?

Их много, но позвольте мне сосредоточиться на самой темной материи. Учитывая то, что они никогда ее не видели (не чувствовали ее тепла или запаха), многие люди, с которыми я говорю, с удивлением узнают о существовании темной материи и находят ее весьма загадочной — или даже уточняют, нет ли в этом какой-нибудь ошибки. Люди спрашивают, как это вообще может быть возможно, чтобы большую часть материи — в пять раз больше обычного вещества — нельзя было обнаружить с помощью современных телескопов.

Лично я бы ожидала чего-то противоположного (хотя далеко не все так считают). Для меня было бы куда большей загадкой, если бы вся материя, которую мы видим своими глазами, была единственное существующей материей. С чего бы нам иметь идеальные органы чувств, которые ощущают практически все? Большой урок, который физики получили за много веков, заключается в том, как много скрыто от нашего взора. С этой точки зрения вопрос должен звучать иначе: почему все, что мы знаем, должно сходиться с плотностью энергии, которой она обладает?

Ощущаете ли вы во Вселенной некое величие? Или ваши научные знания ставят все на свои места?

Когда я начала концентрироваться на идеях, лежащих в основе моей книги, я была поражена и очарована не только нашими текущими знаниями об окружающей среде — местной, солнечной, галактической и вселенской — но и тем, как сильно мы вообще надеемся понять все на нашем крошечном островке здесь, на Земле. Меня также поразили многочисленные связи между явлениями, которые позволяют нам существовать вообще.

Чтобы вы понимали, моя точка зрения не является религиозной. Я не вижу необходимости наделять все целью или смыслом. Тем не менее я беспомощно ощущаю эмоции, которые мы склонны называть религиозными, когда пытаюсь осознать необъятность Вселенной, наше прошлое и как это увязывается вместе. По-другому начинаешь смотреть на дурацкую повседневность. Это новое исследование позволило мне иначе взглянуть на мир и на многие кусочки Вселенной, которые создали Землю — и нас.

Источник

Всё, о чём не расскажет РЕН-ТВ

    Борцунья за "права детей и женщин" открыла своё личико

    Оксана Пушкина, известный борец с семейно-бытовым насилием в России. Она свои взгляды обществу навязывает, причем в крайне безапелляционной и агрессивной форме. Не чураясь при этом откр...

    Гори-гори ясно, чтобы не погасло?...

    Мне даже страшно представить, что было бы сейчас в мире "наших западных партнёров", в каких припадках билась бы "всё цивилизованное человечество", какие сопли и слёзы лились из всех щелей неполживцев ...

    Субботние котики в ленту

    Что может улучшить и так прекрасное почти летнее настроение? Только котики! ...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Drozd Вчера 21:30

      Карты Google проанализировали жесткость карантина в странах мира

      Карты Google проанализировали жесткость карантина в разных странах мира. В будущем исследователи смогут сопоставить эти данные и распространение коронавируса. Информации о России в выборке компании нет. Компания выпустила данные о перемещениях людей, которые они собрали с миллионов мобильных устройств, использующих их программное обеспечение (Android,...
      530
      Drozd Вчера 20:23

      Биологи из России обнаружили у пресноводных рыб феномен отчаяния

      Биологи из Уральского федерального университета (УрФУ) обнаружили у пресноводных рыбок феномен отчаяния. В будущем это позволит быстрее отобрать лекарства против депрессии у людей, утверждает РИА «Новости».   Ученые проводили исследования на пресноводных рыбках зебраданио, которые, наряду с червем-нематодой, мухой дрозофилой, мышью...
      397
      Drozd Вчера 20:06

      РНК-вакцину от коронавируса протестировали на мышах и обезьянах в США

      Группа американских ученых под руководством биологов из Университета Вашингтона успешно протестировала «саморазмножающуюся» РНК-вакцину от коронавирусной инфекции на организмах мышах и обезьян. Об этом пишет ТАСС.   За последние месяцы ученые из множества стран пытаются создать вакцину от коронавируса нового типа, который инфициров...
      143
      Drozd Вчера 19:59

      Посмотрите на снимки самого глубоководного осьминога в истории наблюдений. Он живет на глубине в 7 тыс. метров!

      На дне Индийского океана обнаружили и сфотографировали глубоководного осьминога, который живет на глубине более 7 тыс. метров в районе впадины Ява. Это самый глубоководный осьминог в истории наблюдений, ранее ученые считали, что эти существа не могут жить на глубине более 5 км. Историю открытия рассказывает B-B-C.   Ученым из команды экспедици...
      2249
      Drozd Вчера 19:43

      Все массовые вымирания в истории Земли связали с глобальным потеплением

      Второй всплеск ордовикско-силурийского вымирания произошел по причине глобального потепления: вулканическая активность привела к повышению температуры океана, его закислению и аноксии — снижению содержания растворенного кислорода. К таким выводам пришли ученые, изучив отложения в стратотипическом разрезе Добс-Линн. Согласно их&n...
      280
      Drozd Вчера 19:35

      У стеклянных лягушек описали новый тип камуфляжа

      Стеклянная лягушка (Hyalinobatrachium sp.) Edwin Bellota / Flickr У тропических стеклянных лягушек обнаружили совершенно новый тип камуфляжа, который получил название краевой диффузии. Эти амфибии полупрозрачны, что позволяет им автоматически подстраивать свою яркость под фон. При этом более прозрачные лапы размывают края тела лягушек и позволяют им еще...
      171
      Drozd Вчера 15:31

      Арктические ледяные щиты способны таять со скоростью 50 см в день

      Арктические ледяные щиты способны таять со скоростью 50 см в день — такая динамика наблюдалась в конце последнего ледникового периода. Это намного быстрее, чем сегодня — но не означает, что скорость таяние в ближайшее время не вырастет. Об этом говорится в исследовании ученых из Кембриджского университета, опубликованном в журнале Science . ...
      288
      Drozd Вчера 15:29

      Изменения климата сделают деревья меньше и заставит умирать молодыми

      Изменения климата сделают деревья меньше и заставит умирать молодыми. К такому выводу пришли ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, работа которых опубликована в журнале Science.   Известно, что несколько факторов, прямо или косвенно связанных с деятельностью человека, привели к значительному сокращению площади лесов по всему ...
      359
      Drozd Вчера 15:21

      Мальчики надеялись получить суперсилу от укусов черной вдовы и попали в больницу

      Превращение в человека-паука (точнее, сразу троих людей-пауков) пошло не по плану. Чёрные вдовы (Latrodectus) — род пауков из семейства тенётников (Theridiidae). Так называют и самок, и самцов, принадлежащих роду. Чёрных вдов легко узнать благодаря ярко-красной отметине у них на брюшке, чаще всего в форме песочных часов. У них чрезвычайно прочна...
      1120
      Drozd 28 мая 14:45

      В окрестностях Мехико нашли останки 60 мамонтов возрастом более 15 тыс. лет. Они вязли в болотах!

      В окрестностях Мехико обнаружили останки 60 мамонтов возрастом более 15 тыс. лет. Об этом говорится на сайте Национального института антропологии и истории Мексики.   Команда археологов под руководством Педро Франсиско Санчеса Навы обнаружила на территории старой военной базы к северу от Мехико останки 60 мамонтов Колумба, которые дожили до по...
      788
      Drozd 28 мая 14:38

      Морские организмы сместили ареалы к полюсам в шесть раз быстрее наземных

        Jonathan Lenoir et al. / Nature Ecology and Evolution, 2020 В ответ на глобальное потепление морские организмы мигрируют к полюсам в шесть раз быстрее, чем наземные. К такому выводу пришли исследователи в результате анализа данных о двенадцати тысячах видах бактерий, грибов, растений и животных. Их статья опубликована в журнале&nbs...
      414
      Drozd 28 мая 13:59

      Изменение климата сократило ареал летнего размножения мигрирующих видов птиц

      Численность популяции неотропических видов в Северной Америке, включая индиговых овсянковых кардиналов (Passerina cyanea), заметно сократилась в последние годы Clark Rushing Изменение климата сдвигает зоны летнего размножения североамериканских птиц, сообщается в исследовании в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. В то...
      136
      Drozd 28 мая 12:10

      Хищным динозаврам в верхней юре пришлось глодать кости родственников

      Палеонтологи обнаружили в карьере Майгатт-Мур, штат Колорадо, кости верхнеюрских хищных теропод аллозавров со следами представителей своего или близких видов на них, сообщается в PLoS ONE. Это позволяет впервые предположить, что аллозавры занимались каннибализмом. Вероятно, они обгладывали кости павших сородичей или даже охотились на&...
      262
      Drozd 28 мая 10:46

      Водяной клещ: опасен ли он для человека и в чём заключается его вред

      Большинство видов клещей несут опасность для человека и животных, поэтому к ним принято относиться с опаской. Однако клещи живут не только на суше, некоторые из них являются обитателями водной среды. Разберёмся, как распознать водяного клеща и опасен ли он для человека. Разновидности водяных клещей и места их обитания Иногда водяных клещей по ошибке относят ...
      695
      Drozd 28 мая 09:57

      Из полимера с памятью формы сделали движущиеся реснички

        Liu et al. / Advanced Materials Technologie, 2020 Ученые сделали искусственные движущиеся реснички, которые управляются магнитным полем и светом. Они держат форму при сгибании, но, в то же время, их можно заставить застыть во временном положении, из которого они по сигналу сами обратно вернутся в постоянную. В&n...
      134
      Drozd 27 мая 19:13

      16 крутых товаров, которые помогают нам оставлять после себя минимум мусора

      Все знают, что оборотная сторона развития технологий и массового потребления — пластиковое загрязнение и изменения климата, но не каждый готов стать ярым экоактивистом и протестовать с плакатом на площади. Это не означает, что мы бессильны сделать что-то для защиты планеты. Достаточно подходить разумно ...
      559
      Drozd 27 мая 17:28

      На Луне человеческая моча, возможно, будет цениться как золото

      Поскольку человечество стремится заселить Луну, будет необходимо найти способы быстро строить жилища и пополнять запасы воды. Как выясняется, эти проблемы жизни и смерти могут иметь весьма неожиданное решение с использованием внутренних ресурсов. Европейское космическое агентство (ЕКА) считает, что когда речь идет об удовлетворении основных потребностей поселен...
      339
      Drozd 26 мая 19:47

      Лифт с педалями

      Пандемия коронавируса диктует новые реалии во всем мире. Болезнь заставляет людей и целые компании переосмысливать свой подход к жизни и работе, изобретать новые способы вести повседневную жизнь, но уже с точки зрения защиты себя и окружающих от коварной инфекции. Сейчас мир переживает настоящий бум новшеств и необычных идей, связанных с обеспечением физической ди...
      494
      Drozd 26 мая 18:41

      Россия находится на пороге технологического доминирования

      Технологическая война, происходящая сейчас, сродни той ядерной гонке, которая началась в первой половине прошлого века. И победит в ней тот, кто первым сможет удовлетворить сумасшедший аппетит мира в прокачке и быстрой обработке всё больших объёмов данных. Не многие знают, но интернет родился из американской военной сети ARPANET образца 1967 года. И тем бол...
      2640
      Drozd 26 мая 16:28

      Новая украинская провокационная игра — помоги Гитлеру взять Москву

      Внутри игры целых полтора часа видеовставок, образующих полноценный фильм с Гитлером в главной роли. Цель игры прямо заявлена так - «во главе вооруженных сил Германии вам предстоит поставить на колени всю Европу». Ну и принять парад вермахта на Красной Площади. Сорвали сроки украинские товарищи, сорвали! А как хвастались: «Наше ключевое преиму...
      737
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика