sötét anyag

sötét anyag

Rejtett tömege (kozmológia és asztrofizikai a sötét anyag angol Sötét anyag, sötét anyag.) - a közös nevet, csillagászati ​​objektumok, amelyek elérhetetlenek a közvetlen megfigyelések modern eszközökkel csillagászat (azaz nem bocsát ki elektromágneses vagy neutrínó sugárzás kellő intenzitással megfigyelések), de a megfigyelt közvetett mekkora a hatása látható tárgyak; láthatatlan anyagot alkotó 90% -a az univerzum tömegének.

Az általános probléma a rejtett tömege két probléma:

* Asztrofizika, azaz ellentmondások megfigyelt tömege gravitációsan kötött tárgyak és rendszerek, mint például a galaxisok és klaszterek a megfigyelhető paraméterek által meghatározott gravitációs hatások; Úgy tartják, hogy a sötét anyag (rejtett tömeg) ragasztók csillag a galaxisban.
* Kozmológiai - ellentmondás megfigyelt kozmológiai paraméterek kapott asztrofizikai adatok közepes sűrűségű univerzumban.

A tömeg galaxishalmaz: a probléma Zwicky

A fejlesztés a röntgencsillagászat a galaktikus klaszter fedezték fel X-sugárzás forró (hőmérsékletre hevítjük körülbelül 106 K) a gáz töltési intergalaktikus közegben - azaz, azt találtuk rejtett része tömeg ilyen klaszterek. Azonban az összeg a megfigyelt tömege a gázt a megfigyelt tömegek galaxishalmaz nem adott súlyt, nem elegendő ahhoz, hogy tartsa a galaxisok, sem gáz megtartása klaszterekben.

Gravitációs lencsézésnek háttér galaxisok és klaszterek

Az egyik közvetett módszerei súly becslés galaxisok gravitációs lencsézésnek háttér (található a megfigyelési vonal mögött) a tárgyakat. Ebben az esetben a gravitációs lencsézésnek hatás nyilvánul meg, mint a háttér objektumot torzulást vagy a megjelenése a több virtuális képeket. A megoldás az inverz probléma, azaz a számítás a gravitációs mező, megszerzéséhez szükséges az ilyen képek lehetővé teszi, hogy megbecsüljük a tömege gravitációs lencse - a galaxishalmaz. Ebben az esetben, a számított értékek sokkal jobb megfigyelhető.

A természete és összetétele a rejtett tömeges

Amellett, hogy a közvetlen megfigyelését gravitációs tömeg a látens hatásait számos tárgyat, amelyeket nehéz közvetlenül megfigyelni, de hozzájárulnak a készítmény a rejtett tömeget. Jelenleg tekinthető tárgyak baryonic és nonbaryonic jellegűek, ha az előbbiek eléggé jól ismertek csillagászati ​​objektumok, mint jelöltek a második tekinthető neutrínók strangelet hipotetikus elemi részecskék eredő klasszikus QCD (axions) és szuperszimmetrikus kiterjesztések kvantumtérelméletekben.

A szerepe az „atom” sötét anyag jelölt vimpsy. Szerint a feltételezések tudósok (Niels Bohr Intézet) sötét anyag lehet tagolva golyók átmérője 20 cm és tömege 100 millió tonna.

Massive tárgyak galaktikus halo

Megmagyarázni a forgási sebesség eltérése galaktikus objektumok Kepler kell vállalnia a jelenlétében egy hatalmas sötét halo galaxisok. Masszív objektumok galaktikus fényudvar (Massive Asztrofizikai Compact Halo Objects, MACHO) közé tartozik az alacsony emissziós kompakt objektumok, elsősorban a kis tömegű csillagok - barna törpék substars vagy nagyon masszív yupiteropodobnye bolygó tömege nem elegendő ahhoz, hogy kezdeményezzen fúziós reakciók a saját belső, lehűtjük fehér törpék, neutroncsillagok és fekete lyukak.

InterGalaktikus gáz: Lyman-alfa fa

Ellentétben a fent említett forró gáz galaktikus klaszterek, kibocsátó X-sugarakkal, az a megfigyelés kvazár spektrumok azt jelzik, kellően masszív intergalaktikus hidrogén felhők. A kvazár spektrumok nagy vörös eltolódás figyelhető több kényszerült vonalak ( „erdei” sorok) abszorpciós Lyman-alfa-hidrogén képződött hidrogén felhők szett elhelyezve különböző távolságban mentén rálátás. Ez a jelenség az úgynevezett Lyman-alfa fa (Engl. Lyman-alfa-erdő).

Nem baryonic sötét anyag

Szerint a modern fogalmak, csak mintegy 4,4% -a az univerzum tömegének közönséges baryonic számít. Körülbelül 23% -a nem baryonic sötét anyag, nem vesznek részt az erős és elektromágneses kölcsönhatások. Ez akkor fordul elő csak a gravitációs hatások.

Attól függően, hogy a részecskesebesség különbséget meleg és hideg sötét anyag. Hot sötét anyag részecskékből áll utazás szinte a sebesség nyilvánvalóan származó neutrínó.

Hot sötét anyag nem elég, a modern eszmék, a formáció a galaxisok. CMB szerkezet vizsgálat azt mutatta, hogy nagyon kicsi sűrűségű ingadozások anyag. Gyorsan mozgó forró sötét anyag nem képez ilyen finom szerkezetű.

A hideg sötét anyag kell állnia masszív lassan mozgó (ebben az értelemben, a „hideg”) részecskék vagy vérrögök anyag. Kísérletileg, ezek a részecskék nem találhatók.

Jelöltként hideg sötét anyag jogszabály gyengén kölcsönható részecskék hatalmas (heti Interactive Massive Particles, nyúlbéla), mint például axions partnerek és szuperkönnyű fermionok bozonok - photino, gravitino et al.

Ez az első alkalom a feltételezés, hogy létezik a kérdés, hogy kölcsönhatásba lép a közönséges anyag csak a gravitáció, ez volt az elején a XX század kapcsán a rendellenes precesszió a perihelion Mercury. Azonban ez a probléma megoldódott 1916 Albertom Eynshteynom miatt általános relativitáselméletet, vnosshey Newton gravitációs elmélete megfelelő módosítását az orbitális mozgás, kimerítő magyarázatot adhat a megfigyelt jelenségeket, és ez volt az első megerősítés az általános relativitáselmélet.

Rejtett tömeg és kozmológiai paraméterek: a problémát a sötét energia

Az egyik fő probléma a kozmológia, hogy az átlagos görbület a tér és az arány az univerzum tágulását. Ha a görbület a tér nulla vagy negatív, az univerzum expanzió történik korlátlanul (lapos nyitott modell a világegyetem, és); Ha a görbület pozitív, a bővítés az univerzum, hogy így a összehúzódást (zárt modell az Univerzum). Másfelől, a (GRT) az általános relativitáselmélet, az átlagos görbület a tér a világegyetem függ az átlagos sűrűsége, zéró megfelel a a görbület a kritikus sűrűség Ωcrit

10-29 g / cm, ami körülbelül 5 hidrogénatomja m³. Azonban annak ellenére, hogy a megfigyelt érték az átlagos sűrűsége világító anyag Ωvis körülbelül 1% -át a kritikus megfigyelések azt mutatják, hogy a görbület az univerzum közel nulla, azaz a. E. Ω egészen közel Ωcrit

Szerinti készítmény univerzumban WMAP

Alternatíva a sötét anyag

Számos kísérlet, hogy megtalálják az alternatív magyarázatokat a sötét anyag galaxis forgása görbék. Ők változtatnak a jogszabályok gravitációs kölcsönhatás egy nagyszabású. Az egyik legtöbbet tárgyalt alternatívák - az elmélet MOND (módosított newtoni dinamika), eredetileg javasolt vissza 1983-ban Mordehaem Milgromom a fenomenológiai magyarázatot görbék, amelyeket azonban, ahogy most látjuk, és volt egy prediktív erő a rotációs görbéje LSB galaxisok. Ez az elmélet, egészen a közelmúltig, nem volt relativisztikus, megkísérli viszonylagossá ez tartalmazza a tenzor-vektor-skalár gravitációs elmélet (TEVES), és egy módosított Moffat Gravity (MOG). Dzhoel Bronshteyn és Dzhon Moffat MOG csatolt probléma forgási görbék galaxisok és bizonyította alkalmasságát a minta több mint 100 LSB, HSB és törpe galaxis. Mindegyik galaxisok rotációs görbe illeszkedik anélkül, hogy a látens masszát csak fotometriai adatok (csillogó anyag és látható gáz).

Meg kell jegyezni azonban, hogy MOND és általánosításokat elméletek ad hoc kitalált kizárólag magyarázó forgási görbék galaxisok, és jelentős nehézségekkel küzdenek kiterjesztve más rendszerekkel. Például a kilátások megfelelés MOND kozmológia a korai Univerzum nem egyértelmű, és ez jósolt profilok sűrűségű és hőmérsékletű forró gáz galaxishalmaz egyáltalán nem ért egyet az figyelhető meg.