Что представляет собой таинственная тёмная материя?

Маттиас Бартельманн во время интервью
Фото: Wissensschreiber

Темная материя играет решающую роль в развитии Вселенной. Однако пока мало что известно об этой странной субстанции. Профессор Маттиас Бартельманн (Matthias Bartelmann) - Гейдельбергский институт теоретической астрофизики - объясняет, как проводились исследования тёмной материи, отвечая на ряд вопросов журналистов.

Что представляет собой темная материя и каким образом она возникает?

Я понятия не имею! Пока тёмная материя не обнаружена никем. Вероятно, она состоит из тяжелых элементарных частиц. Но никто не знает, действительно ли это частицы. В любом случае, они очень отличаются от всего, что мы до этого знали.

Похоже на открытие целого нового вида животных?

Да, именно так, это хорошее сравнение.

Кто открыл темную материю и когда?

В 1933 году Фриц Цвикки (Fritz Zwicky) рассматривал движение галактик в галактических кластерах, которое зависит от общей массы скопления. Исследователь заметил, что галактики, учитывая их вычисленную массу, движутся очень быстро. Это был первый намек на темную материю. Никакой известной материей нельзя было объяснить, почему звезды в галактиках держатся вместе: они должны из-за свой высокой скорости обращения разлетаться.

Гравитационная линза Фото: Wissensschreiber

А какие еще есть доказательства?

Довольно хорошим доказательством является эффект гравитационной линзы. Далекие галактики кажутся нам искаженными, так как световые лучи отклоняются на своем пути от материи. Это напоминает взгляд через рифленое стекло. И эффект сильнее, чем он был бы, если существовала бы только видимая материя.

Как выглядит темная материя?

Её нельзя увидеть, так как отсутствует взаимодействие тёмной материи и электромагнитного излучения. Это означает, что она не отражает свет и не испускает никакого излучения.

А как вы тогда изучаете темную материю? Какие приборы необходимы для исследования?

Мы изучаем не конкретно темную материю, а лишь её проявления, например, эффект гравитационной линзы. Я теоретик. Собственно говоря, мне просто нужен мой компьютер, ручка и лист бумаги. Но я использую и данные больших телескопов на Гавайях и в Чили.

Можно ли изобразить темную материю?

Да, можно создать своего рода карту её распределения. Так же, как линии возвышенностей показывают на географической карте контуры горы, тут можно увидеть по плотности линий, где особенно много темной материи.

Когда она появилась?

Темная материя возникла либо непосредственно при Большом взрыве, либо 10000-100000 лет спустя. Но и это мы ещё изучаем.

Какое количество темной материи существует?

Этого никто не может точно сказать. Но, исходя из последних исследований, мы полагаем, что темной материи приблизительно в семь-восемь раз больше во Вселенной, чем видимой.

Компьютерное моделирование показывает распространение тёмной материи в виде паутины, причём её скопление мы видим на самых ярких участках
Фото: Volker Springel

Есть ли зависимость между тёмной энергией и тёмной материей?

Наверное, нет. Темная энергия обеспечивает ускоренное расширение Вселенной, тогда как темная материя удерживает вместе галактики.

Откуда она взялась?

Темная материя, вероятно, повсюду, только она распространена не равномерно - так же, как видимая материя, она образует сгустки.

Каково значение темной материи для нас и нашего мировоззрения?

Для повседневной жизни она не имеет значения. Но в астрофизике очень важна, так как играет решающую роль в развитии Вселенной.

Из чего состоит наша Вселенная? 4,9 % - видимая материя, 26,8 % тёмная материя, 68,3 % - тёмная энергия Фото: Wissensschreiber

Что она вызовет в будущем?

Наверное, больше ничего. Раньше для развития Вселенной она была очень важна. Сегодня она лишь по-прежнему удерживает вместе отдельные галактики. А так как Вселенная продолжает расширяться, то новым структурам из темной материи появляться становится все труднее.

Возможно ли будет в будущем напрямую отображать темную материю с помощью приборов?

Да, это возможно. Например, можно измерять колебания, которые возникают, когда частицы темной материи сталкиваются в кристалле с атомами. Аналогично происходит и в ускорителе частиц: если элементарные частицы, казалось бы, беспричинно летят в неожиданном направлении, то виной всему может быть неизвестная частица. Тогда это было бы еще одним доказательством существования темной материи. Представьте себе: вы стоите на футбольном поле и перед вами мяч. Он вдруг улетает безо всякой видимой причины. Его должно было сбить что-то невидимое.

А что вас в вашей работе интересует больше всего?

Меня привлекает предположение, согласно которому видимая материя является лишь малой долей всего, а мы не имеем никакого представления об остатке.

Спасибо, что Вы нашли время. Мы надеемся, что Вы вскоре узнаете ещё больше о темной материи!

Источник: spektrum-neo.de

Обнаружен невидимый мост из тёмной материи

Фото: Йорга Дитриха

Всё, что мы называем "тёмным", сразу же переходит в разряд загадочного, подвластного каким-то неведомым силам. А уж в космосе и подавно! Там самым таинственным "объектом" можно смело считать тёмную материю - нечто невообразимое, что невозможно ни увидеть, ни ощутить. Никто не знает, из каких частиц она состоит.

А выдаёт себя тёмная материя Вселенной благодаря силе тяжести. Большие скопления темной материи могут, например, отклонять лучи света, как линза. Об этом сообщили исследователи во главе с Йоргом Дитрихом (Jörg Dietrich) из обсерватории университета Мюнхена. Команда обнаружила полосу темной материи, которая соединяет два кластера: Abell 222 и Abell 223. Ученые объясняют это гравитацией, благодаря которой невидимый мост отклоняет свет удалённой галактики.

Космический телескоп изучит "темную сторону" Вселенной

Фото: ESA/esa/c. carreau

ESA дает зеленый свет телескопу "Евклид" (Euclid) - к 2020 предполагают осуществить программу.

В среду Европейским космическим агентством заявлено: процесс строительства космического телескопа "Евклид" утвержден. Астрономы надеются на сбор данных, раскрывающих тайны темной материи. Объектом исследования станет, кроме того, загадочная темная энергия во вселенной.

Постоянно возникают гипотезы возникновения вселенной. Всех интереуют и её компоненты.

Почему космические чёрные дыры "толще" своих галактик

Галактика NGC 4342

Что определяет рост сверхмассивных черных дыр в центрах галактик? До сих пор астрономы предполагали, что при этом важную роль играет масса скопления звезд. Новые наблюдения НАСА, сделанные рентгеновским телескопом Chandra, вступают в противоречие с этим положением. Возможно, решающую роль здесь играет гало из темной материи?

В центре почти каждой галактики, астрономы смогли зафиксировать сверхмассивные черные дыры. Эти гравитационные ловушки обычно имеют массу, которая превышает массу нашего Солнца примерно в миллион раз. И это лишь малая часть общей массы галактики. В течение некоторого времени, астрономы предполагали, что существует корреляция между массами черной дыры в ее центре и центрального скопления звезд в галактике - Bulge (англ. выпуклость, вздутие). Черная дыра и Bulge растут, по их мнению, пропорционально: чем массивнее Bulge, тем больше масса черной дыры.

Таинственная Тёмная материя внутри нас?

Темная материя представляет собой невидимую субстанцию, которой наполнено 5/6 всего Пространства. Исследователи полагают, что её частицы, оказывая влияние на гравитацию, слабо взаимодействуют со встречающимися атомами.

Пока существование её не доказано, и характеристики не описаны, так как, по мнению исследователей, эта материя-призрак не осязаема. Только эксперты, изучающие гравитацию, обсуждают всё связанное с нею.

В окрестностях Солнца нет никакой Темной материи

Фото: ESO / L. Calçada

Астрономы провели самое точное на сегодняшний день исследование движения звезд в окрестностях Солнца. Как ни удивительно, но они не обнаружили никаких признаков Темной матери, которая, собственно, должна была составлять большую часть массы нашей родной Галактики. Это явно противоречит общепринятой модели.

Темная материя до сих пор представляет собой загадочную субстанцию, которая составляет, по мнению большинства астрономов, около 80 процентов содержания материи во Вселенной. Ученые первоначально сделали заключение об её существовании на основе вращения галактик, которое можно объяснить только наличием гораздо большей, но невидимой массы. Однако астрономы не знают до сих пор, что же собой представляет Темная материя, хотя ей отводится  важная роль в самых популярных теориях о происхождении и эволюции галактик. Некоторые ученые по-прежнему сомневаются в её существовании.

Есть ли параллельная материя и параллельное время?

Современные предположения

Новейшие исследования дали материал о присутствии в нашей Вселенной параллельной материи, природа которой непонятна. На Южном полюсе начал работу американский телескоп нового поколения, способный улавливать волны радиационного фона космоса (первоизлучения), которые несут информацию о происходившем в нашей Вселенной на начальных стадиях её существования.

С помощью этого прибора и были проведены исследования, предварительные выводы которых дали следующие цифры: так называемая «тёмная материя», не взаимодействующая со светом, составляет 30% от всей энергии, находящейся во Вселенной. 65% всей энергии являются главной причиной процесса расширения Вселенной, продолжающегося и сейчас. Эта форма энергии настолько необычна, что совершенно непонятна её природа. И лишь 5% Вселенной являются материей (то есть веществом и полем), которая доступна человеку как объект наблюдения и изучения.

Соответственно возникает вопрос, адекватны ли нынешние физические законы для всей Вселенной. Учёными предположено, что в ней имеются многие уровни, и каждый из них обладает собственными качествами. В связи с этим некоторыми учёными не исключается, что существуют параллельные миры и пространства, а также параллельное время.