Темная материя: исследования «наощупь»
На самом деле, темную материю нельзя ни увидеть, ни пощупать. Ее существование пока только теоретически утверждается, но различные свидетельства о невидимом веществе во Вселенной поступают регулярно начиная с 1932 года.
Глядя в небо, мы видим светящиеся точки. Мощные телескопы видят их гораздо больше. Но между звездами – что? Раньше говорили – абсолютный вакуум. Мало-мальски пытливый ум спотыкается – разве такое бывает?
Самые разные математические расчеты показывают: эта пустота заполнена. И она, возможно, и есть самая большая загадка Вселенной. Те излишки плотности, которые тут и там дают расчеты для разных галактик, невидимые источники гравитационных взаимодействий стали называть «темной материей», «скрытой массой». Это вещество, которое не отражает и не излучает свет, не участвует ни в каких электромагнитных взаимодействиях.
Предполагается, что темного вещества во Вселенной значительно больше, чем массы, которую мы наблюдаем: из него мир состоит на 90%! Темная материя преподнесла урок землянам, заставила признать: если мы чего-то не видим, это вовсе не значит, что его нет.
Самая первая гипотеза о невидимом веществе принадлежит швейцарскому астроному Фрицу Цвикки. Он изучал скопление галактик в созвездии Волосы Вероники. Оказалось, то, что галактики удерживаются вместе, – парадокс. Их видимой массы явно недостаточно, чтобы связать их гравитационно.
Потом оказалось, что и некоторые галактики устроены парадоксально: в частности, скорость вращения объектов на их периферии почему-то не отличается от скорости вращения в центре. Тогда предположили галактическое гало – большое скопление невидимого вещества на периферии галактик, которое задает общую скорость вращения объектам, как будто они приклеены к одному общему диску.
Дальше – гравитационные линзы. Это такое явление, когда один и тот же объект виден несколько раз в небе. Так происходит, когда лучи света отклоняет какой-то объект, довольно массивный. Мы видим только эффект, его причины – не видно.
Многие объекты, составляющие темную материю, – вполне обыкновенные большие планеты, как, например, наш Юпитер, коричневые карлики, потухшие звезды. Они не видны, только потому что не излучают. С большим развитием оптических способностей наблюдения они могут потерять свою загадочность, занять обыкновенное место на астрономической карте.
Такие объекты – обыкновенные, барионные, просто невидимые. Однако сколько бы много их ни было, они не в состоянии покрыть разницу между предполагаемой и наличной плотностью Вселенной. Есть еще что-то. Огромная часть скрытого вещества, предполагают ученые, – это пока еще просто неизвестные нам небарионные частицы. Кстати, непонятно, барионной или небарионной природой обладают черные дыры – возможно, ненормальная гравитация в них создается небарионными частицами.
Для таких частиц придумывают разные названия, их пытаются зарегистрировать наши сверхчувствительные приборы. Ведь если предположить, что во всей Вселенной есть неведомые частицы, то пространство вокруг Земли – не исключение, конечно. Предполагается даже, что эти частицы могут существовать повсюду, но совершенно независимо от привычной нам материи. Они могут совсем не взаимодействовать с веществом. Например, легко могут скопиться в центре Земли или Солнца. Чтобы уловить их столкновения с веществом, ставят чувствительные приборы на большой глубине под землей, куда не могут проникать из космоса обыкновенные частицы.
Они могут, как невидимый ветер, встречать нашу планету на ее орбите. Так и есть, некоторые слабые сигналы дают как будто подтверждение этой догадке: фон колеблется с периодичностью в полгода: когда Земля поворачивается навстречу предполагаемому неисследованному потоку.
Есть и еще одна возможность познакомиться с неведомыми частицами – получить их в результате мощнейшего ускорения вещества. Для этого создан Большой андронный коллайдер.
Почему это так интересно ученым? Частицы темной материи, наверное, в процессе образования Вселенной были первичны. Они позволят понять, какой же она была в первые секунды после Большого взрыва. Одна из гипотез – сначала частицы темной материи стянулись в ядра галактик и только потом на них осело вещество, которое мы так или иначе видим.
Впрочем, пока еще темная материя – это только теория, заманчивая, но дебатируемая физиками. Они то предполагают, что большое скопление темной энергии можно найти прямо неподалеку от Солнца, то находят способ объяснить все явления без темной материи. Одна из авторитетных версий – темной материей необоснованно называют просто неизученный еще вид гравитационных взаимодействий.
| Оцените качество этого описания, помогите автору победить в конкурсе! | |
Добавить комментарий
Для добавления комментария — авторизуйтесь на проекте или зарегистрируйтесь.
Комментарии ( 15 )