Що ж насправді таке Темна матерія (Це реальність а не огейм) - OGame RU

Цей сайт використовує cookies. Ви продовжуєте скористатися цим сайтом, ви збираєтеся до нашої Cookie Policy.

Night_Pilgrim

Що ж насправді таке Темна матерія (Це реальність, а не огейм)

Темна матерія схожа на звичайну речовину в тому сенсі, що вона здатна збиратися в згустки (розміром, скажімо, з галактику або скупчення галактик) і бере участь у гравітаційних взаємодіях так само, як звичайна речовина. Швидше за все, вона складається з нових, не відкритих ще у земних умовах частинок.

насправді
Гравітаційне лінзування

Крім космологічних даних, на користь існування темної матерії є вимірювання гравітаційного поля в скупченнях галактик і в галактиках. Є кілька способів вимірювання гравітаційного поля в скупченнях галактик, один з яких - гравітаційне лінзування, проілюстроване вище

Гравітаційне поле скупчення викривляє промені світла, випущені галактикою, що знаходиться за скупченням, тобто гравітаційне поле діє як лінза. У цьому іноді з'являються кілька образів цієї віддаленої галактики; на лівій половині рис. 6 вони мають блакитний колір. Викривлення світла залежить від розподілу маси у скупченні, незалежно від того, які частки цю масу утворюють. Відновлений у такий спосіб розподіл маси показано на правій половині рис. 6 блакитним кольором; видно, що воно сильно відрізняється від розподілу речовини, що світиться. Виміряні подібним чином маси скупчень галактик узгоджуються з тим, що темна матерія вкладає близько 25% у повну густину енергії у Всесвіті. Нагадаємо, що це число виходить із порівняння теорії освіти структур (галактик, скупчень) зі спостереженнями.

насправді
Темнаматерія є й у галактиках. Це знову-таки випливає з вимірювань гравітаційного поля, тепер уже в галактиках та їх околицях. Чим сильніше гравітаційне поле, тим швидше обертаються навколо галактики зірки та хмари газу, отже вимірювання швидкостей обертання залежно від відстані до центру галактики дозволяють відновити розподіл маси у ній. Це проілюстровано малюнку: принаймні віддалення від центру галактики швидкості звернення не зменшуються, що свідчить, що у галактиці, зокрема далеко від її що світиться частини, є темна матерія, що не світиться. У нашій Галактиці на околиці Сонця маса темної матерії приблизно дорівнює масі звичайної речовини.

Що являють собою частинки темної матерії? Зрозуміло, що ці частки не повинні розпадатися на інші, легші частки, інакше вони розпалися б за час існування Всесвіту. Сам цей факт свідчить про те, що в природі діє новий, не відкритий поки що закон збереження, що забороняє цим часткам розпадатися. Аналогія тут із законом збереження електричного заряду: електрон - це найлегша частка з електричним зарядом, і саме тому він не розпадається на більш легкі частки (наприклад, нейтрино та фотони). Далі, частинки темної матерії надзвичайно слабко взаємодіють із нашою речовиною, інакше вони вже були виявлені в земних експериментах. Далі починається галузь гіпотез. Найбільш правдоподібною (але далеко не єдиною!) видається гіпотеза про те, що частинки темної матерії в 100-1000 разів важчі за протон, і що їх взаємодія зі звичайною речовиною за інтенсивністю порівняно із взаємодією нейтрино. Саме в рамках цієї гіпотези сучасна щільність темної матерії знаходить просте пояснення: частинки темної матерії інтенсивно народжувалися та анігілювали удуже раннього Всесвіту при надвисоких температурах (близько 1015 градусів), і частина їх дожила до наших днів. При зазначених параметрах цих частинок їхня сучасна кількість у Всесвіті виходить саме така, яка потрібна.

Чи можна очікувати відкриття частинок темної матерії в майбутньому в земних умовах? Оскільки ми сьогодні не знаємо природи цих частинок, відповісти на це питання цілком однозначно не можна. Проте, перспектива видається досить оптимістичною.

Є кілька шляхів пошуку частинок темної матерії. Один із них пов'язаний із експериментами на майбутніх прискорювачах високої енергії — колайдерах. Якщо частинки темної матерії справді важчі за протон у 100–1000 разів, то вони народжуватимуться у зіткненнях звичайних частинок, розігнаних на колайдерах до високих енергій (енергій, досягнутих на існуючих колайдерах, для цього не вистачає). Найближчі перспективи тут пов'язані з будується в міжнародному центрі ЦЕРН під Женевою Великим адронним колайдером (LHC), на якому будуть отримані зустрічні протонні пучки з енергією 7x7 Тераелектронвольт. Потрібно сказати, що згідно з популярними сьогодні гіпотезами, частинки темної матерії — це лише один представник нового сімейства елементарних частинок, тому поряд із відкриттям частинок темної матерії можна сподіватися на виявлення на прискорювачах цілого класу нових частинок та нових взаємодій. Космологія підказує, що відомими сьогодні «цеглинами» світ елементарних частинок далеко не вичерпується!

Інший шлях полягає у реєстрації частинок темної матерії, які літають довкола нас. Їх аж ніяк не мало: при масі, що дорівнює 1000 мас протону, цих частинок тут і зараз має бути 1000 штук у кубічному метрі. Проблема в тому, що вони вкрай слабо взаємодіють із звичайними частинками,речовина для них прозора. Проте частинки темної матерії зрідка стикаються з атомними ядрами, і ці зіткнення можна сподіватися зареєструвати. Пошук у цьому напрямку

темна
Нарешті, ще один шлях пов'язаний із реєстрацією продуктів анігіляції частинок темної матерії між собою. Ці частинки повинні накопичуватися в центрі Землі та в центрі Сонця (речовина для них практично прозора, і вони здатні провалюватися всередину Землі або Сонця). Там вони анігілюють один з одним і при цьому утворюються інші частинки, у тому числі нейтрино. Ці нейтрино вільно проходять крізь товщу Землі чи Сонця, і може бути зареєстровані спеціальними установками — нейтринними телескопами. Один із таких нейтринних телескопів розташований у глибині озера Байкал (НТ-200, див. малюнок), інший (AMANDA) – глибоко у льоду на Південному полюсі.

насправді
Як показано на малюнку, нейтрино, що приходить, наприклад, з центру Сонця, може з малою ймовірністю випробувати взаємодію у воді, внаслідок чого утворюється заряджена частка (мюон), світло від якої і реєструється. Оскільки взаємодія нейтрино з речовиною дуже слабка, ймовірність такої події мала, і потрібні детектори дуже великого обсягу. Наразі на Південному полюсі розпочалося спорудження детектора об'ємом 1 кубічний кілометр.

Є й інші підходи до пошуку частинок темної матерії, наприклад пошук продуктів їх анігіляції в центральній області нашої Галактики. Який із усіх цих шляхів першим приведе до успіху, покаже час, але у будь-якому разі відкриття цих нових частинок та вивчення їх властивостей стане найважливішим науковим досягненням. Ці частки розкажуть нам про властивості Всесвіту через 10–9 с (одна мільярдна секунди!) після Великого Вибуху, коли температура Всесвіту становила 10^15 градусів, і часткитемної матерії інтенсивно взаємодіяли із космічною плазмою.

The post was edited 1 time, last by Night_Pilgrim ( Sep 11th 2007, 11:18pm ).