embriók galaxisok

Bár a tudósok még mindig nem tudjuk pontosan, hogy mit jelent a sötét anyag, a tudomány, több hipotézist.

Egyes csillagászok úgy vélik, hogy néhány, a sötét anyag halo lehet kompakt hideg hidrogén felhők. Létezhetnek, de eddig még nem figyeltek meg (kép: „Popular Mechanics”)

Avi Loub professzor asztrofizika Harvard: „Ez aligha az első galaxisok nélkül jelenhet meg a sötét anyag. Szükségük embriók, nagy sűrűségű régiók, szigorítása a környező anyag saját súlyának. Ha ez még nem volt ideje lehűlni Universe évesen több százezer éve állt csak közönséges anyag és a sugárzás, a foton forró gáz hamar tönkre ezek az ingadozások. De a sötét anyag nem képes „társ” fotonok, így képes volt megőrizni őket. Sőt, e nélkül takarít meg, univerzum gravitációs bővülő olyan gyors, hogy általában nem is lehetne rendezett szerkezetek. "

Egyes tudósok úgy vélik, hogy a sötét anyag - már ismert kozmikus szervek, mint például a hideg marad a fehér törpe, a gázóriás bolygók vagy inaktív neutroncsillagok nem bocsát ki elektromágneses sugárzást (vagyis nem pulzár). Mások úgy vélik, a fuvarozók a rejtett tömegű elemi részecske nem nyílik meg. Így, azt feltételezzük, hogy a sötét anyag állhat vagy egy „normális” baryonic számít (barionok - három-kvark részecskék, amelyek közé tartozik a protonok és neutronok) vagy tárgy nonbaryonic jellegű.

Azonban van egy másik hipotézis, amely szerint a valószínűleg jelöltek a címet a sötét anyag tartják egy fekete lyuk, a gravitációs mező megalvad.

fekete lyukak

A fény útját az univerzumban ívelt különböző tömegű objektumok (kép: „Popular Mechanics”)

Fekete lyukak során bekövetkező robbanások legnagyobb tömegű csillagok, hogy néz ki, mint ideális jelöltek a szerepe a sötét anyag - erős vonzerőt és nincs kibocsátás. Azonban az elsődleges nyersanyag számukra még mindig ugyanaz baryonic kérdés, hogy jönnek a kijelölt neki 4% -át az univerzum tömegének. Ugyanez vonatkozik a gigantikus fekete lyukak található, a magok az aktív galaxisok, ami szintén nem állnak kapcsolatban a galaktikus udvarokat. Általánosságban elmondható, hogy a fekete lyukak nem szükséges, hogy egy baryonic eredetű. Egyesek szerint az elméleti modellek, akkor is megtörténhet, ha 10 us után a Big Bang, születése előtt barionok, és következésképpen azok összsúlya nem tartozik négy százalékkal limit. A számítások azt mutatják, hogy minden ilyen lyuk lehet húzni a 50-100% a Nap tömegű. Azt is feltételezhetjük, hogy azok a galaktikus halo, és azonosítottak során gravitációs mikrolencse megfigyelések. Azonban a puszta létét - még nincs megerősítve a feltételezést.

a gravitációs lencsék

Gravitációs lencsézésnek lehetővé meglehetősen pontosan tömegének meghatározásához nagy tárgyak, mint például a nagy galaxishalmaz, hogy több milliárd fényévre megfigyelők (kép: „Popular Mechanics”)

Sötét anyag nemcsak áll a gáz helyet. Forró ionizált gáz galaktikus klaszterek megvilágított az X-ray tartományban, amely lehetővé teszi, hogy megbecsüljük a súlyát. Általában nem haladja meg a 15-17% -a dinamikus tömege a klaszter és a galaktikus udvarokat, ez a szám még alacsonyabb. A semleges tér van is hidrogénatom, amelynek kimenete jelenlétét 21 centiméter rádióhullám abszorpciós és a sugárzás. De ez túl kevés.

„Soha”, „Eros” és mások

Mérésével fény intenzitásának a tárgyak „mögött” ezek a klaszterek, ki tudjuk számítani az összsúly és megoszlása ​​(látható fehér kontúr vonalak). Mivel a sugárzás észlelése, ki tudjuk számítani az arány a tömeg által bevezetett sötét anyag (kép: „Popular Mechanics”)

barion modell

Barionok - egy részecske, amely három különböző színű túró összekapcsolt erős kölcsönhatás. By barionok közé tartozik különösen, protonok és neutronok, a mögöttes „rendes” anyag (Preview „Popular Mechanics”)

Ez nem azt jelenti, hogy a macsó típusú projekt nincs értelme. A végén, az elektromágneses sugárforrás (többnyire csillagok, forró gáz és pulzár) nem meríti ki a baryonic számít, annak ellenére, hogy a meghatározó része (egy pár évvel ezelőtt, bebizonyosodott, hogy az ionizált gáz térben sokkal nagyobb, mint korábban gondolták). Ezért ebből a szempontból a csillagászok, a törekvés a baryonic sötét anyag komponens indokolt, bár általában, és nem túl ígéretes. „Gravitációs mikrolencse azt mutatja, hogy a kompakt objektumok tömegek a Föld-Nap száz legjobb, nem ad több, mint 20% -át a tömeg a galaktikus halo, - mondja professzor asztrofizika Harvard Egyetem Avi Loub. - Az ilyen tárgyak lehetnek például a barna törpék - homályos Protostar kisebb tömegű, mint egy tizede a Nap tömegű, kisugárzást a vörös részben a látható spektrum és az infravörös tartományban. Egy kis részük megtalálható a lemezen a Tejútrendszer. Ha ezek a halo, ez nem a bőség. "

Ugyanez vonatkozik a növekvő hideg fehér törpék, ami húzza a fél Nap tömegű. Azonban, ezek a szervek vannak kialakítva a robbanás után az új csillagok, kibocsátott űrbe, nitrogén és szén. a kívánt szennyeződés szintje a halo talált. Persze, akkor feltételezhetjük, hogy a halo tisztító mechanizmus létezik ilyen törmeléket, de ismeretlen a tudomány számára. Ezért a fehér törpe szintén nem a legjobb jelölt. Ugyanez igaz a neutroncsillagok, amelynek tömege körülbelül másfél napenergia.

Az egyik a szakaszok újonnan épített térképek forgalmazásával sötét anyag, az ég területen. Megoszlása ​​rendes baryonic (balra) és sötét (jobbra) az anyag (kép: „Popular Mechanics”)

Egyes csillagászok úgy vélik, hogy része a sötét anyag udvarokat lehet kompakt felhők hideg hidrogén, amelynek méretei nem haladják meg tized fényévnyi részvények (különben észrevette volna őket csillagászok). Az ilyen felhők létezhetnek, de eddig senki sem figyel.

kiválasztási szabályok

A csillagászok még nem találtam meg a rejtett média, de a fizikusok tartogat sok hipotetikus részecskék - jelöltek erre a szerepre. Milyen követelményei vannak a ezek a részecskék? Az első és legfontosabb -, és ha esik, rendkívül ritka. Az arány a sötét és a közönséges anyag megmarad szinte attól a pillanattól kezdve a Big Bang. Mindez idő az összes barionok változatlan maradt, vagy szinte változatlan. Azonban elmélet feltételezi, hogy a protonok is bomlani, de ha ez még így is, az idő életük mérhetetlenül meghaladja az Univerzum korát. Ezért a sötét anyag részecskék is kell, ha nem abszolút, rendkívül stabil.

Nemzetközi kísérlet Edelweiss II által végzett fizikus Franciaország, Németország és Magyarország, amelynek célja, hogy érzékeli gyengén kölcsönható részecskék közönséges anyag. A képen - a hűtésre germánium detektor (kép: „Popular Mechanics”)

A második feltétel - a nem nulla tömeg (nyugalmi tömeg). Tömegtelen részecskék, mint a fotonok mozog a fény sebessége. Ezért azok biztosan nem halmozódnak fel a gravitációs csapdák és alkotnak a felhők, hogy a talált csillagászok. Emiatt a sötét anyag részecskéi nem tud mozogni szinte a sebességet, és sem ma, sem a világegyetemben a fiatalok (különben hogyan venné az első csillagok és galaxisok?). Kiderült, hogy a sötét anyag kell állnia egy kellően „hideg” részecske, nem képes túl gyors elmozdulás.

A harmadik pont - a részecskéket kell lennie elektromosan semleges. Töltött részecskék elnyelik és kibocsátják fotonokat, és ezért könnyű felismerni. Szigorúan véve, ugyanazon viselkedhetnek és semleges részecskéken. Például, a részecske tartalmazhat pozitív és negatív „felezve”, majd a nulla töltés akkor azt a dipólus momentum. A bonyolult, mint a beszéd nem, de hiányzik a díjat - elengedhetetlen feltétele.

Amellett, hogy az elektromágneses kölcsönhatások, a természetben három - erős, gyenge, és a gravitációs. Sötét anyag, persze, úgy érzi, a gravitáció. Nem lehetetlen, hogy a részecskék is részt vesznek a gyenge és erős kölcsönhatást. Azonban a valószínűsége súlyos ütközések nukleonok és az elektronok rendkívül kicsi, különben a kozmikus sötét anyag bebizonyította jelenlétét sokkal aktívabb. A gyenge kölcsönhatások, mint a feltétel teljesül, minden gond nélkül, és, tekintettel a nagy szükség van, hogy bizonyos specifikus tulajdonságokat a részecskék.

Ez alkalmas a sötét anyag részecskék már ismert média? Az egyetlen lehetséges jelölt - neutrínók gyengén kölcsönható leptonokat, amelyeket elő bőséges hamarosan az ősrobbanás után. Most az átlagos barion számlák milliárd neutrínók. Nem is olyan régen azt tartották tömegtelen, de kísérletek kimutatták, hogy a neutrínók szinte biztos, hogy a nyugalmi tömeg, bár nagyon kicsi.

Azonban ha megnézzük a neutrínók eltűnnek. Először is, ők is „meleg” (a sebesség megközelíti a fény), másrészt könnyű. proton tömege 938 MeV, és a neutrínó tömegének, minden valószínűség, nem több, mint 0,3 eV. Könnyen kiszámítható, hogy a teljes tömege neutrínó legalább háromszor kisebb, mint a tömege baryonic számít, hanem azért, mert szükségünk van rá, hogy meghaladja elmúlt több mint öt alkalommal.

Mostanáig azonban ez csak a neutrínó, melyek megjelennek a reakcióit béta-bomlás a magok. Teoretikusok nem zárja ki, hogy nem sokkal az ősrobbanás után lehetne született és egy sokkal súlyosabb, és ezért viszonylag „hideg” a neutrínók nem vesznek még a gyenge kölcsönhatás (kínálnak ezek a részecskék Bruno Pontecorvo nevezte őket „steril”). A legkönnyebb a steril neutrínók tömegű egytől néhány keV képesek élni egy nagyon hosszú idő, és így alkalmas a szerepre, rejtett tömegkommunikációs. Azonban, a steril neutrínók esetenként tönkreteheti spontán normál fény neutrínók és a röntgensugár-foton, és ez a fény lehet kimutatni X-ray teleszkóp.

Axions és Neutralino

Axion Telescope CAST (CERN Axion Solar Telescope) megpróbálja felismerni axions, amelyet meg kell született belsejében a nap a szórás termikus fotonok elektronokat. Ha axions létezik, és olyan mágneses mezőben, hogy meg kell szakítani a röntgen fotonok, amely rögzíthető segítségével érzékelők (kép: „Popular Mechanics”)

Ha axions léteznek, vannak, mint az elsődleges neutrínó során felmerült Big Bang, de sokkal több. Ennek eredményeként a kölcsönhatás az egyik meglévő mezők, miközben elvesztette mozgási energia és azóta is szinte mozdulatlan. Ezek elsődleges axions legyen nagyon hideg gázt a részecskéket, kitölti a teret. Azt is elő lehet állítani a belső csillag egy ütközés termikus fotonok elektronok és protonok. Ezért lehet forrása axions és a napot.

Kísérlet - igazság kritériuma

Tovább leendő jelölt - Neutralino. Ez a feltételezett nehéz semleges részecske (tömeg-tartományban tíztől néhány GeV, TEV), hogy részt vegyenek egy gyenge kölcsönhatás. Neutralino összefüggésben merülnek fel az elmélet szuperszimmetria, amely előírja, hogy minden partner volt fermionos-bozon, és minden bozon - fermionos partnere. Ezek a „superpartners”, mint általában, nem lehet a hordozói a sötét anyag, de az elmélet lehetővé teszi, hogy ilyen kapacitással bizonyos kombinációja, amelyek úgy viselkednek, mint az egyes részecskék - Neutralino. „By the way, nem ez az egyetlen lehetőség - egészíti professzor Loub. - A legegyszerűbb a részecske-superpartners stabilnak kell lennie, ezért is tekinthető a nagyszerű jelölt szerepét a sötét anyag hordozót. A nehézséget az okozza, hogy a superpartners közönséges részecskék nem nyitott még, bár az is lehetséges, hogy képes lesz, hogy bizonyítékot szerezzen a létezésükről, amikor a nagy hadronütköztető a CERN-ben fog működni. "