Темная материя. Мы знаем, что ты здесь!

темная материя в галактике Астрофизика

Поиск некоей субстанции, называемой учеными «темная материя», — одно из самых захватывающих занятий современных астрофизиков. И этому есть весьма простая причина. Астрономы почти ежедневно сталкиваются с «проблемой темной материи». И ежедневно ставят перед собой вопрос — из чего же, пёс возьми, состоит эта Вселенная?!

Современные астрономы смотрят в небо и разводят руками. Потому что если использовать известные нам законы физики, то выходит что в космосе не хватает материи. Странный вывод, не правда ли? Это все равно что сказать, что в луже не хватает воды. А кто ж знает то, товарищи дорогие, сколько должно быть в луже воды?

Где ты, темная материя?

Однако в случае со Вселенной подобную озабоченность ученых можно объяснить. Еще в 70-х годах прошлого века ученые обратили внимание на одну странную вещь. Наблюдения и расчеты показывали, что скорость, с которой звезды движутся вокруг центра своих галактик, не укладывается ни в одну теорию. И оказалось, что понять движение звезд можно только в том случае, если предположить, что в галактиках есть еще материя. И она не светится в виде звезд или газовых облаков. Ее назвали «темная материя». В настоящее время считается «хорошим тоном» предполагать, что галактики, подобные нашему Млечному Пути, окружены неким «темным гало». Которое содержит примерно в десять раз больше массы, чем видимая часть (звезды, газ) галактики.

Подобные исследования проведены и в отношении более крупных структур Вселенной. Например, скоплений галактик. И тоже по всем расчетам получается, что материи должно быть гораздо больше, чем можно наблюдать. Тот факт, что крупные структуры (галактики и скопления галактик) вообще сформировались в космосе, многие считают аргументом в пользу того, что темная материя действительно существует. Ведь именно она могла послужить своего рода ядром конденсации в соответствующем процессе формирования.

Если посмотреть очень далеко в прошлое, во времена Большого взрыва, и оценить теоретическую массу всех частиц Вселенной, то получается, что темная материя отвечает за 95 процентов этой массы.

Итак, темная материя, вероятнее всего, существует. Но ее никто не может обнаружить. Так из чего же она состоит? Основные два кандидата — «барионная темная материя», под которой в принципе можно понимать «нормальную» материю. И небарионная темная материя, которая состоит из каких-то экзотических частиц, родившихся во времена Большого взрыва. Согласно нынешнему уровню знаний, крайне маловероятно, что всю недостающую материю можно объяснить только «нормальной» или барионной темной материей.

Разные кандидаты 

«Барионными» кандидатами на роль темной материи являются, например, звезды, которые больше нельзя увидеть. Это так называемые белые карлики, то есть остатки погасших звезд. Они настолько тусклые, что их трудно обнаружить на большем расстоянии от Земли. Кроме того, существуют «коричневые карлики». Это огромные объекты, похожие на Юпитер. Однако они не обладают достаточной массой, чтобы запустить процессы термоядерного синтеза в своих недрах. Другими кандидатами могут быть, например, черные дыры. Астрофизики уверены, что все эти объекты действительно существуют. Неясно только, настолько ли они распространены. И могут ли решить проблему темной материи.

В случае «небарионных» кандидатов в темную материю существует целый «зоопарк» частиц, которые, согласно утверждениям теоретиков, могли бы объяснить нам, что такое темная материя. Но ни одной из них пока не обнаружено.

А как насчет антивещества? Ведь есть же всякие там антипротоны, антинейтроны и т. д.? Наверное они здесь не при чем. А если как-то и влияют, то не сильно. Если бы, например, в нашей Галактике было бы много антивещества, мы бы наблюдали огромные взрывы. Они происходят, когда вещество и антивещество аннигилируют. И если бы сразу после Большого взрыва соотношение вещества и антивещества оказалось равным, то вся материя, вероятно, давно бы исчезла. Поэтому то, что мы существуем, можно назвать лишь чудом.

Природа темной материи до сих пор остается неясной. Ученые всего мира работают над разгадкой этой тайны, используя все более изощренные методы. Если им это удастся, это станет важным шагом на пути к лучшему пониманию происхождения и развития нашей Вселенной.

Поделитесь с друзьями!
Живой Космос
Добавить комментарий

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: