Новости России | Новости Украины | Новости Зарубежья | Последние новости | Новости дня
Навигация

Физики опровергли существование темной материи

Примерно 30% массы Вселенной состоит из темной материи, которая называется темной, поскольку практически не излучает фотоны ни в каком диапазоне электромагнитного спектра. О существовании такого вида вещества астрономы подозревали еще в середине прошлого века, когда начали изучать вращение нашей и других галактик.





Позже существование темной материи было обнаружено в скоплениях галактик, о чем свидетельствовали скорости отдельных галактик и температура горячего газа в скоплениях.



Но недавние исследования ученых поставили под сомнение существование темной материи как физического явления. Ученые сделали вывод, что вероятнее всего, темная материя является одной из форм гравитационного воздействия, которое до настоящего времени до конца не изучено.



Надо заметить, что эти сомнения высказываются не впервые. Например, исследования различных галактик доказали, что они обладают довольно сильной схожестью, что совершенно противоречит наличию темной материи.



Кроме того, в новом исследовании, было установлено, что поскольку галактики состоят и из обычной и из темной материи, то их плотность суммарно должна совпадать. Однако расчеты вышли совсем не такими, как ожидалось.



Авторы новой работы разработали теорию, в которой задействованы только привычные нам физические явления. Одним из источников электронов во Вселенной являются взрывы сверхновых звезд. По мере движения электронов сквозь Млечный Путь их энергия падает. Исследователи предполагают, что излучение, испускаемое звездами, способно воздействовать на энергию электронов таким образом, что конечное распределение этих элементарных частиц по энергиям будет соответствовать наблюдаемому. Не исключено, что именно такой процесс и был принят за темную материю.



Темная материя - изначально использовалась как абстракция, чтобы объяснить движение звезд и галактик. Но найти ее никто не мог. Потому что она не отражает света и не выделяет электромагнитных импульсов. То есть, не способна учитываться нашими приборами. Считается, что большая часть Вселенной и звезд состоит из темной материи и не принимает участия в электромагнитном взаимодействии.



Еще в 1930-е годы астроном Ф.Цвикки заметил, что светящегося вещества в скоплениях галактик в десятки раз меньше, чем нужно, чтобы сила его тяготения удерживала галактики вместе. Для объяснения парадокса предположили, что существует невидимое гравитирующее вещество, которое называют теперь темной материей (“Dark Matter”, DM). Хотя темной материи должно быть намного больше, чем обычного вещества, его природа до сих пор остается не изученной.



Наиболее подходящими кандидатами для объяснения всей совокупности данных считались гипотетические очень слабо взаимодействующие частицы. Подобные частицы неплохо вписываются в теорию, но обнаружить их пока не удалось. Однако теория, использующая такие частицы, столкнулась с рядом трудностей.



Напомним, ранее ученые заявляли что: звезды нашей Галактики вращаются вокруг ее центра, так же, как планеты Солнечной системы вокруг Солнца. Анализируя их движение, можно определять распределение гравитационного поля, точнее, гравитационного потенциала. Согласно теории гравитации Ньютона, поле создается массами (звездами), поэтому казалось, что распределение гравитационного потенциала должно следовать распределению звезд.



Изучение движения звезд показало, что это не так. Следовательно, можно сделать два противоположных вывода. Первый - теория гравитации Ньютона, созданная на основе наблюдений движения тел в нашей Солнечной системе, не справедлива при переходе на системы больших размеров и масс, таких как галактики. Второй - не вся масса сосредоточена в звездах, а существует другой тип массы, который также является материалом, из которого построена наша Галактика, но он не проявляется при наблюдениях. Эта масса получила название темной материи.



Оба вывода многократно обсуждались учеными и имели своих сторонников и противников. Однако подавляющее большинство астрономов склоняется к выводу о существовании темной материи, считая законы Ньютона справедливыми и в галактических масштабах. Связано это в основном с большим наблюдательным материалом по содержанию невидимой материи в галактиках, собранным к современному моменту времени. Существуют как галактики, в которых невидимой материи почти нет, так и с большим содержанием темного вещества.



Кроме того, невидимое вещество обнаружено в скоплениях галактик, где также можно изучать распределение гравитационного потенциала. Конечно, астрономы не могут проследить движение отдельных галактик в скоплениях, но они могут вычислить скорости этих галактик по эффекту Допплера и тем самым измерить распределение гравитационного потенциала. Такие измерения тоже показывают, что тяготеющей массы в скоплениях значительно больше видимой.



В скоплениях галактик существует газ, который находится в равновесии, поэтому он является горячим газом. Его температура позволяет измерять гравитационный потенциал скопления. Эти данные согласуются с измерениями вириальных скоростей галактик и показывают наличие темной массы. Наблюдения внегалактических гравитационных линз, а также микролинзирования в гало нашей Галактики также доказывают существование невидимой материи.



Природа невидимой материи до сих пор остается загадкой. Ясно одно - материя состоит из частиц, которые чрезвычайно слабо взаимодействуют с обычным веществом. На роль кандидатов в темную материю выступали нейтрино, затем аксионы, а также другие элементарные частицы. Автор статьи Д. Клайн немного неточно описывает историю обсуждения возможностей детектирования невидимой материи. Споры велись задолго до 1994 г. Новый этап начался в начале 90-х гг., когда российский физик А. В. Гуревич предложил (и обосновал) частицу нейтралино на роль кандидата в темную материю.


Автор: Евгения Смонская
(Источник: Society.YoRead.ru)

Для печати


Поиск по Сайту