НазваниеОсновные эпохи эволюции Вселенной: инфляция, доминирование излучения, вещества и темной энергии. Рис. Nasa, wmap science teamДата конвертации09.12.2012Размер445 b.Тип Основные эпохи эволюции Вселенной: инфляция, доминирование излучения, вещества и темной энергии. Рис. NASA, WMAP SCIENCE TEAM Темное Вещество Темное вещество- общее название совокупности астрономических объектов, недоступных прямым наблюдениям современными средствами астрономии (то есть не испускающих электромагнитного или нейтринного излучения достаточной для наблюдений интенсивности и не поглощающего их), но наблюдаемых косвенно по гравитационным эффектам (в частности по эффекту «гравитационной линзы»), оказываемым на видимые объекты. Учёные считают, что количество тёмной материи как минимум в 5 раз больше количества видимой. Общая проблема темной массы состоит из двух проблем: астрофизической, то есть противоречия наблюдаемой массы гравитационно связанных объектов и их систем, таких, как галактики и их скопления, с их наблюдаемыми параметрами, определяемыми гравитационными эффектами; космологической противоречия наблюдаемых космологических параметров полученной по астрофизическим данным средней плотности Вселенной. Темное вещество и вращение галактик Дифференциальные скорости вращения галактик (то есть зависимость скорости вращения галактических объектов от расстояния до центра галактики) определяются распределением массы в данной галактике и для сферического объёма с радиусом , в котором заключена масса , задаются соотношением,т. е. за пределами объёма , в котором сосредоточена основная масса галактики скорость вращения . Однако для многих спиральных галактик скорость остаётся почти постоянной на весьма значительном удалении от центра (20 25 килопарсек), что противоречит быстрому убыванию плотности наблюдаемой материи от центра галактик к их периферии (см. Рис. 1). Таким образом, для объяснения наблюдаемых значений необходимо допустить существование ненаблюдаемой (несветящейся) материи, простирающейся на расстояния, превышающие в десятки раз видимые границы галактик и с массой, на порядок выше совокупной массы наблюдаемой светящейся материи галактики (гало галактик). Рис. 1 Кривые дифференциального вращения галактик: отклонение от кеплеровского закона вращения объясняются, предположительно, наличием скрытой массы Масса скоплений галактик: проблема Цвикки В 1937 году Фриц Цвикки опубликовал работу «On the Masses of Nebulae and of Clusters of Nebulae», в которой на основе наблюдений относительных скоростей галактик в скоплении Волос Вероники на 18-дюймовом телескопе Шмидта Паломарской обсерватории получил парадоксальный результат: наблюдаемая масса скопления (полученная по суммарным светимостям галактик и их красному смещению) оказалась значительно ниже массы скопления, рассчитанной исходя из собственных скоростей членов скопления (полученных по дисперсии красного смещения) в соответствии с теоремой о вириале: суммарная наблюдаемая масса скопления оказалась в 500 раз ниже расчётной, то есть недостаточной, чтобы удерживать составляющие его галактики от «разлетания». Масса скоплений галактик: горячий межгалактический газ С развитием рентгеновской астрономии в скоплениях галактик было обнаружено рентгеновское излучение горячего (разогретого до температур порядка 10^6 K) газа, заполняющего межгалактическую среду, то есть была обнаружена часть скрытой массы таких скоплений. Однако суммирование наблюдаемых масс такого газа с наблюдаемыми массами галактик скопления не дало массы, достаточной ни для удержания галактик, ни для удержания газа в скоплениях. Гравитационное линзирование фона галактиками и их скоплениями Одним из косвенных методов оценки массы галактик является гравитационное линзирование ими фоновых (расположенных на линии наблюдения за ними) объектов. В данном случае эффект гравитационного линзирования может проявляться в виде искажения изображения фонового объекта, либо появлении его многократных мнимых изображений. Решение обратной задачи, то есть расчёт гравитационного поля, необходимого для получения таких изображений, позволяет оценить массу гравитационной линзы скопления галактик. И в этом случае расчётные значения значительно превосходят наблюдаемые (см. Рис. 2). Рис. 2 Скопления галактик Abell 2390 (сверху) и MS2137.3-2353 в рентгеновском спектре (слева, излучает горячий межгалактический газ) и оптическом (справа, псевдоцвета), дуги эффект гравитационного линзирования фона. Рис. 2 Скопления галактик Abell 2390 (сверху) и MS2137.3-2353 в рентгеновском спектре (слева, излучает горячий межгалактический газ) и оптическом (справа, псевдоцвета), дуги эффект гравитационного линзирования фона. Совокупная наблюдаемая масса составляет порядка 13 % от расчётной. Ученые, возможно, обнаружили частицу, которая является ведущим кандидатом на роль таинственной темной материи, хотя убедительных доказательств этому пока не получено. Ученые, возможно, обнаружили частицу, которая является ведущим кандидатом на роль таинственной темной материи, хотя убедительных доказательств этому пока не получено. 9-летний поиск, ведущийся в уникальной обсерватории, в шахте старого железного рудника на глубине свыше 600 метров под землей дал возможность обнаружения слабовзаимодействующих массивных частиц (WIMP). Но физики говорят, что есть примерно один из четырех шансов, что их открытие лишь фоновый шум. А это значит, что по всему миру «охота» с участием, по крайней мере, двух десятков различных обсерваторий и сотен ученых будет вестись дальше. "По одному или двум событиям судить довольно сложно. Цифры слишком малы", сказал Тарек Сааб, профессор и один из десятков физиков, участвующих в проекте «Криогенный поиск темной материи» (CDMS II - Cryogenic Dark Matter Search II) эксперимент, базирующийся в Суданской шахте на севере штата Миннесота (США). "До сих пор, и не только нам, а всем приходилось работать без необходимой статистики - мы были слепы в этом смысле, - объяснила Дурдана Балакиширева, исследователь из университета Флориды. - Но впервые мы можем говорить о своеобразной статистике в вопросе изучения феномена темной материи". "До сих пор, и не только нам, а всем приходилось работать без необходимой статистики - мы были слепы в этом смысле, - объяснила Дурдана Балакиширева, исследователь из университета Флориды. - Но впервые мы можем говорить о своеобразной статистике в вопросе изучения феномена темной материи". По крайней мере, открытие помогает опровергнуть некоторые теории о темной материи - повышением информированности о слабовзаимодействующих массивных частицах и потенциальным ускорением гонки обнаружения темной материи, говорят ученые. "Мы, безусловно, надеемся, что в ближайшие пять лет или около того, кто-нибудь, наконец, все-таки зафиксирует четкий сигнал", - верит Тарек Сааб. * Отчетный документ о результатах эксперимента вышел в предпечатном вестнике «Science Express». Темная Энергия Тёмная энергия в космологии феномен, проявляющийся в обнаруженном нарушении закона Хаббла: Вселенная расширяется с ускорением, а не замедлением. Существует два варианта объяснения сущности тёмной энергии: - тёмная энергия есть космологическая константа неизменная энергетическая плотность, равномерно заполняющая пространство Вселенной (другими словами: постулируется ненулевая энергия вакуума) - тёмная энергия есть некая квинтэссенция динамическое поле,
Основные эпохи эволюции Вселенной: инфляция, доминирование излучения, вещества и темной энергии. Рис. Nasa, wmap science team
Основные эпохи эволюции Вселенной: инфляция, доминирование излучения, вещества и темной энергии. Рис. Nasa, wmap science team
Комментариев нет:
Отправить комментарий