Рубрика «тёмная материя» - 3

Поиски неуловимой материи подходят к своему пределу

image

Для большинства астрономов тёмная материя настолько же вещественна, как звёзды и планеты. Мы в рабочем порядке строим карты её распределения. Мы представляем себе галактики, как куски тёмной материи с множеством вкраплений светящейся материи. Мы понимаем формирование космической структуры и эволюцию всей Вселенной в целом с точки зрения тёмной материи. Однако же за десятилетие сложнейших поисков никто так и не смог обнаружить тёмную материю напрямую. Мы видим отбрасываемую ею тень, но не имеем ни малейшего понятия, что может скрываться на тёмной половине Вселенной.

Это однозначно не обычные объекты или частицы – этот вариант уже давно исключили. Теоретические аргументы говорят в пользу нового типа частиц, слабо взаимодействующих с обычной материей. Огромное количество таких частиц должно в каждый момент времени проходить сквозь нашу планету, и следует ожидать, что какая-нибудь из них должна оставить след. Физики выращивали кристаллы, наполняли криогенные баки, закапывали их глубоко под землёй, чтобы исключить обычные частицы, и искали крохотные импульсы тепла и вспышки света, которые должны были выдать проходящее мимо нечто, чего мы ранее не видели. И пока что результаты не воодушевляющие. В городе Лид в Южной Дакоте эксперимент LUX работает в полутора километрах под землёй в заброшенном золотом прииске. И ничего не нашёл. В Китае эксперимент PandaX в подземной лаборатории Джин-Пинг работает в туннеле, находящемся под слоем камня толщиной в 2,4 км. Он ничего не нашёл. В дорожном туннеле близ Фрежюс во Французских Альпах эксперимент EDELWEISS, работающий на глубине в 1,7 км, ничего не нашёл. Этот список можно продолжать.
Читать полностью »

image
Учёные не в первый раз предполагают, что чёрные дыры могут состоять из тёмной материи, но считалось, что эта возможность уже исключена. Восстановление идеи – один из примеров творчества, следующего за новым открытием.

Когда 11 февраля 2016 года представитель проекта aLIGO [Advanced Laser Interferometric Gravitational Wave Observer – улучшенная лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория] объявил об открытии гравитационных волн, я был поражён. Мы, конечно, ожидали, что в какой-то момент aLIGO выдаст что-нибудь интересное, но думали, что это будет какое-то осторожное предположение. Мы думали, что после многих месяцев и даже лет обработки данных проект сможет показать нам слабый сигнал, едва возвышающийся над уровнем шума.

Но нет, показанные в тот судьбоносный день февраля графики были настолько чёткими и недвусмысленными, что меня не пришлось ни в чём убеждать. Невооружённым глазом я мог видеть ни с чем не сравнимый волновой рисунок столкновения двух крупных чёрных дыр, объединяющихся в одну, и испускающих вследствие этого гравитационные волны в окружающее пространство.
Читать полностью »

В Китае создали крупнейшую виртуальную Вселенную, теперь работают над ИИ - 1
Часть виртуальной Вселенной (примерно 1 млрд световых лет по горизонтали) показывает, как тёмная материя распределяется в пространстве, окружая жёлтые гало и соединяясь тёмными нитями. Белые регионы — районы космической пустоты, наименее плотные районы Вселенной. Фото: Joachim Stadel, Университет Цюриха

Китайцы побили европейский рекорд и создали крупнейший симулятор Вселенной. Учёные назвали это «разминкой» для мощнейшего в мире суперкомпьютера Sunway TaihuLight на 10 млн ядрах CPU, пишет газета South China Morning Post (SCMP). Что интересно, предыдущий рекорд с «крупнейшим симулятором Вселенной» установлен совсем недавно — в июне 2017 года в Университете Цюриха.
Читать полностью »

image

Вы уже наверняка слышали, что Вселенная началась с Большого взрыва 13,8 млрд лет назад, и сформировала атомы, звёзды, галактики, и, наконец, планеты с нужным для появления жизни составом. Заглядывая в отдалённые места Вселенной, мы также заглядываем и назад во времени, и каким-то образом, благодаря возможностям физики и астрономии, мы вычислили не только, как началась Вселенная, но и её возраст. Но откуда нам известно, сколько ей лет? Именно такой вопрос и задаёт нам читатель:

Итан, как подсчитали это число в 13,8 млрд лет? (Только объясни понятным языком, пожалуйста!)

На самом деле есть два разных, независимых метода измерения этой величины, и хотя один из них гораздо точнее другого, в менее точном используется гораздо меньше предположений.
Читать полностью »

Почему мы считаем ту или иную теорию или гипотезу убедительной, а её альтернативы маловероятными? Ответ на этот вопрос волнует философов науки уже много десятилетий: спорам Карла Поппера и Томаса Куна уже больше 40 лет. Относительно свежий пример, на котором можно его обсудить, — развитие представлений о тёмной материи. Признаки её существования обнаружили ещё в 1930–х годах, но только в 1970–х эту гипотезу начали рассматривать как основную. Почему?

image
Читать полностью »

image

Чёрные дыры – одни из самых экстремальных объектов Вселенной: концентрация массы настолько огромной, что та коллапсирует в сингулярность в её центре, в полном согласии с общей теорией относительности. Атомы, ядра и даже фундаментальные частицы сминаются до произвольно малой толщины в нашем трёхмерном пространстве. В то же время всё, что падает в неё, обречено никогда не появляться обратно, а просто дополнять её гравитационное притяжение. Что это означает для тёмной материи? Наш читатель спрашивает:

Как тёмная материя взаимодействует с чёрными дырами? Засасывает ли её в сингулярность, как обычную материю, и дополняет ли это массу чёрной дыры? Если так, что случается с ней после того, как чёрная дыра испаряется посредством излучения Хокинга?

Отличный вопрос, и начать следует с того, что же такое чёрные дыры.
Читать полностью »

image

Тёмная материя – вещь более неуловимая, чем утерянные ключи от машины, и более загадочная, чем горящий на приборной панели автомобиля значок. Она, вероятно, существует, и если да – из неё состоит большая часть материи Вселенной. Она может состоять из частиц, и если да, и если учёным повезёт – то Большой адронный коллайдер (БАК) сможет создать некоторые из них. В любом случае, в экспериментах, проводимых на БАК, можно искать и такие частицы (хотя, возможно, легче будет найти ключи от машины).

В этой статье я попробую ответить на очевидные вопросы по поводу того, как учёные с БАК могут наблюдать эффекты, оказываемые новой необнаружимой частицей, и как они могут получить доказательства того, что эта частица и правда принадлежит к тёмной материи.

Детектив: Вы хотите обратить моё внимание ещё на что-нибудь?
Шерлок Холмс: На странное ночное происшествие с собакой.
Детектив: Но собака ночью ничего не сделала.
Шерлок Холмс: Это и было странно.

— А. К. Дойл

Как эксперименты на БАК могут обнаружить необнаружимое?

Читать полностью »

Это перевод статьи Марка Андерсона [Mark Anderson] из журнала New Scientist (18-24 марта 2017г.)

На удивление притягательная сила

image

По идее, гравитация должна быть силой предсказуемой. Мы с ней хорошо знакомы, благодаря ей мы твёрдо стоим на Земле, а наша атмосфера не улетает в космос. Если же взять более крупные масштабы, то эта сила повлияла на эволюцию самой Вселенной. Как же обидно, что иногда гравитация нас подводит. Дабы объяснить спиралевидное вращение галактик и скоплений галактик гравитацией в том виде, в котором мы её понимаем, нам нужно придумать совершенно новую форму материи, которую никто никогда не наблюдал воочию — тёмную материю. Чтобы объяснить ускорение расширения Вселенной, нам нужно выдумать настолько же загадочную сущность — тёмную энергию.

Но что если мы никогда до конца не понимали гравитацию? Что если где-то вне нашего поля зрения гравитация играет не по правилам?
Читать полностью »

Может оказаться, что неуловимая субстанция не состоит из каких-то новых частиц

image

Когда 11 февраля 2016 года докладчик проекта aLIGO (Advanced Laser Interferometric Gravitational Wave Observer) объявил об обнаружении гравитационных волн, я был поражён. Конечно, мы ожидали, что aLIGO в какой-то момент выдаст нам что-нибудь интересное, но мы думали о предварительных результатах. Мы считали, что проект после сложных и трудных подсчётов в течение нескольких месяцев выдаст нам некий слабый сигнал, чуток подымающийся над шумом.

Но нет, графики, показанные в тот роковой день февраля, были настолько ясными и недвусмысленными, что доказывать ничего не пришлось. Своими глазами я мог видеть волновую форму, которую нельзя было спутать ни с чем – это слияние двух чёрных дыр, в результате которого в окружающее пространство-время отправились гравитационные волны.

И это было ещё не всё. Чёрных дыр, увиденных aLIGO, вообще не должно было существовать. Мы знаем о существовании чёрных дыр с массами в миллион или триллион раз превышающими массу Солнца, и мы видели небольшие чёрные дыры массой, сравнимой с солнечной. Но масса чёрных дыр, увиденных aLIGO, была в 30-60 раз больше солнечной. Некоторые из моих коллег утверждают, что чёрные дыры среднего размера, обнаруженные aLIGO, могут оказаться той самой тёмной материей, что скрывается от нас уже почти 50 лет.
Читать полностью »

Прямо у вас под носом может существовать невидимая цивилизация

Прячется ли жизнь в тёмной материи? - 1

Хотя мы знаем, что обычная материя отвечает всего за 1/20 энергии Вселенной и 1/6 энергии, переносимой материей (а всё остальное отходит на счёт тёмной энергии), мы считаем обычную материю очень важной составной частью. За исключением космологов, почти все люди концентрируются на обычной материи, хотя она, с энергетической точки зрения, не так уж и важна.

Обычная материя больше дорога нам, разумеется, потому, что мы из неё состоим – как и весь осязаемый мир, в котором мы живём. Но также мы интересуемся ею из-за богатого разнообразия её взаимодействий. Взаимодействия обычной материи включают электромагнитное, слабое и сильное – они помогают материи формировать сложные плотные системы. Не только звёзды, но и камни, океаны, растения и животные существуют благодаря негравитационным силам природы, ответственным за взаимодействия. Так же, как на гуляку больше влияет алкоголь, чем остальные составляющие пива, так и обычная материя, хотя и переносящая малую часть энергетической плотности, влияет на себя и окружение гораздо заметнее, чем нечто, просто пролетающее мимо.
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js