• РЕГИСТРАЦИЯ

Темная, темная материя ...

JeDi
Будущее - это технологии
31 октября 2017 г. 19:23 10 1943

Термины темная энергия и темная материя не вполне удачны и представляют собой дословный, но не смысловой перевод с английского. В физическом же смысле данные термины подразумевают, только то, что эти вещества не взаимодействуют с фотонами, и их с таким же успехом можно было бы назвать невидимой или прозрачной материей и энергией.

Тёмная материя в астрономии и космологии, а также в теоретической физике — гипотетическая форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним. Это свойство данной формы вещества делает невозможным её прямое наблюдение.

Вывод о существовании тёмной материи сделан на основании многочисленных, согласующихся друг с другом, но косвенных признаков поведения астрофизических объектов и по создаваемым ими гравитационным эффектам. Обнаружение природы тёмной материи поможет решить проблему скрытой массы, которая, в частности, заключается в аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик.

Давайте узнаем про все это подробнее …

Темная материя и темная энергия — это то, что не видно глазу, однако их присутствие доказано в ходе наблюдений за Вселенной. Миллиарды лет назад наша Вселенная родилась после катастрофического Большого Взрыва. По мере того, как ранняя Вселенная медленно охлаждалась, в ней начала развиваться жизнь. В результате сформировались звезды, галактики и остальные видимые ее части. Размеры нашей Вселенной просто ошеломительны. К примеру, одного Солнца достаточно для освещения и обогрева миллиона планет, аналогичных Земле. При этом Солнце является звездой среднего размера, а одна только наша галактика состоит из 100 миллиардов звезд. Это количество превышает количество песчинок на небольшом пляже. Однако это еще не все.

Как известно, Вселенная состоит из нескольких миллиардов галактик, где существует самая разная материя.  Возможно ли, чтобы какая-то из этих материй была невидима глазу. Скорее всего, поскольку результаты недавно проведенных исследований показали, что мы можем видеть лишь десятую часть Вселенной. Значит, более 90% материи человек просто не способен рассмотреть даже с использованием специального оборудования. Астрономы называют такую материю темной.

Известно, что тёмное вещество взаимодействует со «светящимся» (барионным), по крайней мере, гравитационным образом и представляет собой среду со средней космологической плотностью, в несколько раз превышающей плотность барионов. Последние захватываются в гравитационные ямы концентраций тёмной материи. Поэтому, хотя частицы тёмной материи и не взаимодействуют со светом, свет испускается оттуда, где есть тёмное вещество. Это замечательное свойство гравитационной неустойчивости сделало возможным изучение количества, состояния и распределения тёмной материи по наблюдательным данным от радиодиапазона до рентгеновского излучения.

Опубликованное в 2012 году исследование движения более 400 звёзд, расположенных на расстояниях до 13 000 световых лет от Солнца, не нашло свидетельств присутствия тёмной материи в большом объёме пространства вокруг Солнца. Согласно предсказаниям теорий, среднее количество тёмной материи в окрестности Солнца должно было составить примерно 0,5 кг в объёме Земного шара. Однако измерения дали значение 0,00±0,06 кг тёмной материи в этом объёме. Это означает, что попытки зарегистрировать тёмную материю на Земле, например, при редких взаимодействиях частиц тёмной материи с «обычной» материей, вряд ли могут быть успешными.

Согласно опубликованным в марте 2013 года данным наблюдений космической обсерватории «Планк», интерпретированным с учётом стандартной космологической модели Лямбда-CDM, общая масса-энергия наблюдаемой Вселенной состоит на 4,9 % из обычной (барионной) материи, на 26,8 % из тёмной материи и на 68,3 % из тёмной энергии. Таким образом, Вселенная на 95,1 % состоит из тёмной материи и тёмной энергии.

 

 

Доказательством существования темной материи является ее тяжесть – сила гравитации, которая, словно клей, сохраняет целостность Вселенной. Все части Вселенной взаимно притягиваются друг к другу. Благодаря этому ученые смогли рассчитать общую массу видимой Вселенной, а также показатели гравитационных сил. В ходе расчетов был выявлен существенный дисбаланс в этих параметрах, что дало основание полагать, что существует некая невидимая материя, обладающая определенной массой и также подверженная воздействию гравитации.

Изучение темной материиКроме того, доказательством существования темной материи стало ее гравитационное влияние на другие объекты, в том числе на траекторию движения звезд и галактик. Было обнаружено, что многие галактики вращаются быстрее, чем ожидалось. Согласно теории гравитации А. Эйнштйна, они должны разлетаться в разные стороны. Однако что-то невидимое будто удерживает их вместе.

Также темная материя может повлиять на траекторию распространения света. Было исследован феномен гравитационного линзирования, который состоит в том, что плотные объекты способны отражать свет дальних объектов, меняя траекторию световых потоков. Это приводит к искажению изображения и возникновению миражей звезд и галактик. Ученые фиксируют эти световые изгибы, но не могут назвать природу этого явления.

Темная материя в нашей Вселенной может существовать в виде массивных астрономический гало-объектов (МАГО). К ним относятся планеты, луны, коричневые и белые карлики, пылевые облака, нейтронные звезды и черные дыры. Как правило, они слишком малы, чтобы их свет был обнаружен человеком, однако их существование может быть вычислено через гравитационное воздействие на световые потоки. В последние годы астрономы обнаружили несколько типов МАГО-объектов. Они могут состоять как из обычных барионных частиц, так и аксинов, нейтринов, вимпилов и суперсимметричной темной материи.

Исследование темной материи и темной энергии

Поскольку интерес к темной материи продолжает расти, появляются новые инструменты, помогающие в получении более обширных представлений об этом таинственном феномене. Так, космический телескоп Хаббл предоставил весьма ценную информацию о размере и массе видимой Вселенной. Эти данные стали первым и очень важным шагом на пути к изучению истинного количество темной материи во Вселенной.

Важно понимать, что устройство Вселенной не является случайным, и с помощью Хаббла можно детально представить ее структуру. Доподлинно известно, что галактики располагаются в кластерах, а эти кластеры — в суперкластерах. Сверхскопления космических тел находятся в губчатой структуре с обширными пустотами. Очевидно, формирование такой структуры обусловлено весьма конкретными причинами. Рентгеновские телескопы, которые имеются в обсерватории Чандра, помогают в изучении огромных облаков горячего газа в этих скоплениях. Ученые выяснили, что в этих областях должна присутствовать и темная материя, иначе газ будет утекать из кластера. Кроме того, в данный момент ведется разработка новых инструментов, которые, в конце концов, помогут разглядеть эту темную сторону Вселенной.

Подходы и методы исследования частиц темной материи



Из чего состоит Вселенная

На данный момент ученые всего мира всячески пытаются обнаружить или получить искусственно в земных условиях частицы темной материи, посредством специально разработанного сверхтехнологичного оборудования и множества различных научно-исследовательских методов, но пока все труды не увенчиваются успехом.

Один из методов связан с проведением экспериментов на ускорителях высокой энергии, широко известных как коллайдеры. Ученые, считая, что частицы темной материи тяжелее протона в 100-1000 раз, предполагают, что они должны будут зарождаться при столкновении обычных частиц, разогнанных до высоких энергий посредством коллайдера. Суть другого метода заключается в регистрации частиц темной материи, находящихся повсюду вокруг нас. Основная сложность регистрации данных частиц состоит  в том, что они проявляют очень слабое взаимодействие с обычными частицами, которые по своей сути для них являются как бы прозрачными. И все же частицы темной материи очень редко, но сталкиваются с ядрами атомов, и имеется определенная надежда рано или поздно все же зарегистрировать данное явление.

Существуют и другие подходы и методы исследования частиц темной материи, а какой из них первым приведет к успеху, покажет лишь время, но в любом случае открытие этих новых частиц станет важнейшим научным достижением.

Субстанция, обладающая антигравитацией

Темная энергия представляет собой еще более необычную субстанцию, чем та же темная материя. Она не обладает способностью собираться в сгустки, в результате чего равномерно распределена абсолютно по всей Вселенной. Но самым необычным ее свойством на данный момент является антигравитация.

Благодаря современным астрономическим методам имеется возможность определить темп расширения Вселенной в настоящее время и смоделировать процесс его изменения ранее во времени. В результате этого получена информация о том, что в данный момент, так же как и в недалеком прошлом, наша Вселенная расширяется, при этом темп этого процесса постоянно увеличивается. Именно поэтому и появилась гипотеза об антигравитации темной энергии, так как обычное гравитационное притяжение оказывало бы замедляющее воздействие на процесс «разбегания галактик», сдерживая скорость расширения Вселенной. Данное явление не противоречит общей теории относительности, но при этом темной энергии необходимо обладать отрицательным давлением – свойством, которым не обладает ни одно из известных на данный момент веществ.

Кандидаты на роль «Темной энергии»

Масса галактик в скоплении Абель 2744 составляет менее 5 процентов от всей его массы. Этот газ настолько горячий, что светит только в рентгеновском диапазоне (красный цвет на этом изображении). Распределение невидимой темной материи (составляющей около 75 процентов от массы этого кластера) окрашено в синий цвет.

Одним из предполагаемых кандидатов на роль темной энергии является вакуум, плотность энергии которого остается неизменной в процессе расширения Вселенной и подтверждает тем самым отрицательное давление вакуума. Другим предполагаемым кандидатом является «квинтэссенция» — неизведанное ранее сверхслабое поле, якобы проходящее через всю Вселенную. Также имеются и другие возможные кандидаты, но не один из них на данный момент так и не поспособствовал получению точного ответа на вопрос: что же такое темная энергия? Но уже сейчас понятно, что темная энергия представляет собой что-то совершенно сверхъестественное, оставаясь главной загадкой фундаментальной физики XXI века.

https://masterok.livejournal.c...

Будущее - это технологии

Образумившиеся олигархи
  • Viktor
  • Сегодня 00:17
  • Промо

         Прежде всего, необходимо определиться, кто есть олигарх и что есть олигархия. Википедия: олигархия - политический режим, при котором власть сосредоточена в руках срав...

Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

0 новых комментариев

    JeDi Вчера 22:10

    Представлен первый в мире тензорный процессор с производительностью 1 Петаопс

    Разработчики и производители процессоров и другой сложной микроэлектроники понимают всю важность сферы искусственного интеллекта и машинного обучения и активно состязаются в том, кто наделит своё новое детище большими возможностями в этой сфере. Заявку на первенство подал стартап Groq, анонсировавший тензорный процессор с невиданным прежде уровнем производительно...
    1512
    JeDi Вчера 19:24

    Солнечные панели теряют много энергии. Ученые придумали как сохранить ее

    Ученые из Университета Гронингена и Технологического университета Наньяна разработали способ использования  электронов для сбора энергии солнечными батареями с нулевым уровнем выбросов. Результаты работы группы были опубликованы в журнале Science Advances.   «Количество сохраненной энергии зависит от того, как исследователи подсчиты...
    681
    JeDi Вчера 09:52

    Илон Маск заявил, что Neuralink поможет вылечить аутизм и шизофрению

    Генеральный директор Tesla и SpaceX, а также знаменитый популяризатор науки Илон Маск, занимается не только разработками в сфере освоения космоса и электромобилями. Есть у него и не менее захватывающие дух проекты. Один из таких — это нейроинтерфейс под названием Neuralink, о котором мы уже писали на страницах нашего портала. Однако недавно господин Маск сд...
    217
    JeDi 15 ноября 15:42

    Curiosity обнаружил всплески кислорода в марсианской атмосфере

    На протяжении трех марсианских лет (что эквивалентно шести земным годам) марсоход Curiosity проводил периодические анализы состава атмосферы красной планеты. Их результаты совпали с тем, что нам известно о газовой оболочке Марса. Согласно измерениям Curiosity, атмосфера  планеты на 95% состоит из углекислого газа. 2.6% приходится на азот, 1.9% на аргон и лишь 0.1...
    708
    JeDi 13 ноября 20:39

    «Хаябуса-2» готовится покинуть Рюгу

    Специалисты Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) отправили сегодня серию команд автоматической станции «Хаябуса-2». Земной посланец уже приступил к их выполнению и начал покидать окрестности астероида Рюгу (162173 Ryugu). В начале декабря станция активирует свой основной двигатель и ляжет на обратный курс к нашей планете. &laq...
    1195
    JeDi 13 ноября 17:10

    Друзья хакера Буркова, которому в США грозит 80 лет тюрьмы, рассказали, как он начинал

    Задержанный спецслужбами Израиля и переданный США для уголовного разбирательства по обвинению в кибермошенничестве Алексей Бурков, как оказалось, в детстве жил в Нефтеюганске, где уже имел проблемы с силовиками. Об этом Znak.com рассказал один из школьных приятелей Буркова по имени Олег. По его словам, Алексей до того, как уехать из ХМАО, учился в нефтеюганской средне...
    2567
    JeDi 13 ноября 17:05

    НАСА впервые показало свой электрический самолет

    НАСА впервые показало результаты своей работы над полностью электрическим самолетом X-57 Maxwell. В агентстве рассказали, что не создавали аппарат с нуля, а взяли за основу самолет Tecnam P2006T. Это позволило существенно сократить сроки и сумму разработки. НАСА приступило к работе над устройством еще в 2015 году, но инженеры не строили электрический ...
    1442
    JeDi 13 ноября 14:13

    Рогозин будет рад возобновлению сотрудничества с Украиной в сфере космоса

    Глава госкорпорации «Роскосмос» Дмитрий Рогозин заявил, что будет рад, если Россия и Украина возобновят сотрудничество в космической отрасли. «Вы прекрасно понимаете, что с точки зрения людей, которые работают в этих сферах, это, безусловно, сильное ностальгическое чувство – взаимодействовать снова. Я хочу сказать, что когда мы обеспечили ...
    1375
    JeDi 12 ноября 17:51

    Астероидный след на фоне Крабовидной туманности

    На получаемых обсерваториями снимках нередко остаются следы, оставленные проходящими через их поле зрения объектами. Зачастую ими являются астероиды. В июне этого года команда астрономов и инженеров из ESA запустили волонтерский проект Hubble Asteroid Hunter. Его цель заключается в выявлении астероидных следов на архивных снимках телескопа «Хаббл». Их посл...
    1556
    JeDi 11 ноября 18:16

    Прямая трансляция второго запуска Starlink

    Сегодня с космодрома на мысе Канаверал должен состояться запуск ракеты Falcon 9. Компания SpaceX собирается прервать трехмесячную пусковую «паузу», отправив в космос вторую партию из 60 аппаратов Starlink. По результатам испытаний первой партии Starlink, SpaceX внесла ряд изменений в их конструкцию. Новые спутники оснащены антеннами не только Ku-, но и Ka...
    2384
    JeDi 11 ноября 15:11

    10 солнечных затмений, которые изменили науку

    Затмение солнца (Изображение предоставлено: Этьен Леопольд Трувело / Нью-Йоркская публичная библиотека) Хотя когда-то их боялись как злого предзнаменования, солнечные затмения помогли сформировать историю человечества - и несколько солнечных затмений, в частности, помогли философам и ученым лучше понять небеса и наше истинное место во вселенной. Вот обрат...
    1840
    JeDi 11 ноября 11:16

    TESS показал южное небо

    Группа сопровождения миссии TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) опубликовала мозаику южного неба. Она собрана из 208 снимков, сделанных космической обсерваторией в первый год своей работы. Специалисты миссии разделили южное небо на 13 секторов. Каждый из них наблюдался TESS на протяжении 27.5 дней. Аппарат получал изображения при помощи четырех...
    1844
    JeDi 10 ноября 16:29

    Опубликована наилучшая карта «обратной» стороны Плутона

    Четыре года тому назад аппарат «Новые горизонты» совершил исторический пролет Плутона. Переданные им снимки показали удивительный мир, во многом не похожий на то, что ожидали увидеть астрономы. К сожалению, «Новые горизонты» могли получить детальные изображения лишь одного полушария карликовой планеты. Дело в том, что фаза максимального ...
    2218
    JeDi 10 ноября 10:45

    Предложен проект новой миссии по изучению Плутона

    Команда ученых из Юго-западного исследовательского института (SwRI) во главе с Аланом Стерном разработала проект новой миссии по изучению Плутона. Ее цель — запуск аппарата, который сумел бы выйти на орбиту вокруг карликовой планеты, а затем отправиться в путешествие к другим объектам пояса Койпера. Многие из участников проекта ранее работали над созда...
    1864
    JeDi 9 ноября 17:39

    Может ли возникнуть жизнь рядом с белым карликом?

    Когда жизнь звезды подходит к своему логическому завершению, она, прежде чем умереть, напоследок показывает настоящее космическое шоу, то уменьшаясь, то увеличиваясь в размерах. Проведенные наблюдения за похожими на Солнце звездами показывают, что приблизительно через 5 миллиардов лет наша звезда превратится в красный гигант, который практически вплотную приблизится к...
    2204
    JeDi 8 ноября 21:03

    Boeing предложил собственный концепт лунного аппарата

    Компания Boeing объявила о подаче заявки на конкурс Human Landing Services (HLS). В его рамках NASA выбирает производителя лунного модуля для программы Artemis. Он необходим для доставки астронавтов с космической станции LOP-Gateway на южный полюс Луны. Предложенная Boeing концепция получила название Fewest Steps to the Moon. Суть идеи сводится к тому, чт...
    1908
    JeDi 8 ноября 20:20

    Причины, по которым стоит проводить больше времени наедине с собой

    Внимательный наблюдатель, изучив современный мир, заметит, что в нем балом правят жаворонки-экстраверты: раннее начало трудового и учебного дня, стремление постоянно быть на связи, встречи с друзьями, корпоративная культура, работа в командах, коллективы, собранные по случайному признаку как в детских садах, так и в офисах. Стремление общаться с людьми помен...
    2878
    JeDi 8 ноября 19:52

    Сбербанк представил самый мощный в России суперкомпьютер «Кристофари»

    Сбербанк на конференции AI Journey в Москве представил самый мощный в России суперкомпьютер «Кристофари» для разработки сервисов на основе искусственного интеллекта. Об этом пишет vc.ru со ссылкой на вице-президента и руководителя блока «Технологии» в Сбербанке Давида Рафаловского. Суперкомпьютер на 6,7 петафлопсов назван в чес...
    2435
    JeDi 8 ноября 19:45

    Volokopter построит гигантский беспилотник для обработки полей

    Компания Volocopter подписала соглашение с производителем сельскохозяйственной техники John Deere на разработку гигантского квадрокоптера, который будет опрыскивать сельскохозяйственные культуры с воздуха. Об этом пишет New Atlas со ссылкой на сообщение компании. Основной продукт компании — это беспилотник 2X, мультикоптер, рассчитанный на перев...
    1937
    JeDi 8 ноября 12:45

    Найдена экзопланета пережившая превращение звезды в красного гиганта

    Через 5 млрд лет Солнце полностью исчерпает запасы своего водородного горючего. После этого в недрах нашего светила начнется реакция превращения гелия в углерод. Его ядро начнет сжиматься, а внешняя оболочка наоборот, расширяться. Звезда превратится в красный гигант. Как показывают расчеты, на этой стадии размеры Солнца вырастут как минимум в 200 раз, то есть почти д...
    2231
    Служба поддержи

    Яндекс.Метрика