Ajutor la Tele2, tarife, intrebari

Închide codulArată rezultatulAscunde rezultatul

Misterele materiei întunecate
(Misterul materiei întunecate)

in inchiriere de la: 01.01.2012

Misterele materiei întunecate
(Misterul materiei întunecate)

in inchiriere de la: 01.01.2012

Cu toții am fost învățați la școală că universul este format din atomi. De fapt, atomii reprezintă doar 5% din materia universului, restul este încă un mister pentru noi. Mai este ceva în spațiu, o altă realitate pe care abia începem să o descoperim. Știm că aceștia nu sunt atomi, dar nu știm ce sunt. De ce sunt astrofizicienii convinși de existența acestei misterioase materii invizibile? Pentru că fără materia întunecată, galaxiile nu s-ar roti - nu ar exista suficiente forțe gravitaționale pentru a face stelele galaxiilor să se rotească cu viteza cu care se rotesc în prezent. Există unele anomalii în comportamentul și mișcarea galaxiilor pentru a le înțelege, oamenii de știință presupun existența materiei invizibile implicate în mișcarea galaxiilor;

Dintre alte științe astronomice, cosmologia se deosebește. Aceasta este una dintre cele mai vechi științe. Este suficient să amintim „Teogonia” a lui Hesiod scrisă pe această temă (secolele VIII-VII î.Hr. Cosmologia studiază Universul în ansamblu și aparține grupului științelor naturale A primit justificarea științifică modernă abia la începutul secolului XX). odată cu apariția teoriei generale a relativității (OTO).

Deoarece teoria relativității stă la baza cosmologiei, atunci toate experimentele de verificare a adevărului contribuie și la justificarea cosmologiei. Cu toate acestea, având ca bază teoria relativității, cosmologia nu se reduce la ea și, astfel, are propria sa bază de observație.

Până la începutul anilor 90 ai secolului XX, baza observațională a cosmologiei s-a dezvoltat în cadrul tradițional pentru toată astronomia. Din ce în ce mai multe telescoape mari au fost puse în funcțiune, iar gama undelor de observații s-a extins. Multă vreme, subiectul cercetării a fost doar galaxiile și fenomenele conexe, de exemplu, quasarii. O nouă eră calitativ în dezvoltarea cosmologiei a început în 1992 odată cu descoperirea așa-numitului fundal cosmic cu microunde (radiația relicvă, despre care se crede că a apărut în momentul „big bang”), care conține informații despre mulți parametri. și procesele din Univers. Valoarea datelor obținute din studiul radiației cosmice de fond cu microunde este, de asemenea, de mare importanță, deoarece poartă informații despre stadiul foarte timpuriu al expansiunii Universului, când încă nu existau galaxii.

Cosmologia clasică, în forma în care exista la vremea lui Einstein și Friedman, a permis orice valoare a densității Universului - atât mai mult, cât și mai puțin decât valoarea critică. Nu întâmplător valoarea densității este numită critică. Numai la această valoare (critică) curbura spațială a Universului este egală cu zero și parametrul său principal - barionul, adică din ce constă materia, se dovedește a fi independent de timp. Realizările în studiul Universului din ultimul deceniu includ, în primul rând, o schimbare a ideilor despre densitatea Universului: s-au obținut date că densitatea totală a Universului este egală cu valoarea critică cu mare precizie.

Acest lucru nu a fost o surpriză - majoritatea teoreticienilor l-au considerat cel mai probabil de la începutul anilor 1980, când a fost propus conceptul general acceptat de inflație cosmologică - un model al expansiunii foarte rapide a Universului într-un stadiu incipient al evoluției sale. .

Toată lumea a experimentat inflația în economie și puțini pot spune că acesta este un fenomen pozitiv. Cu inflația cosmologică, opusul este adevărat - a rezolvat cu succes aproape toate problemele cosmologiei clasice și a redus semnificativ relevanța celor două sau trei rămase.

Faptul că materia obișnuită nu are practic niciun efect asupra dinamicii expansiunii Universului a fost de multă vreme un fapt bine stabilit. La mijlocul anilor 1970, un studiu al proceselor din Universul în expansiune - în principal formarea nucleelor ​​de izotopi de deuteriu, litiu și heliu cu greutăți atomice 3 și 4 - a arătat că numărul de nuclee formate depinde de numărul total de barioni. .

Astfel, punctul final în rezolvarea problemei materiei întunecate care interacționează cu barionii doar gravitațional a fost stabilit de studiile recente ale radiației cosmice de fond cu microunde, care au determinat densitatea materiei întunecate cu mare precizie. Cu toate acestea, problema naturii sale fizice rămâne încă deschisă, deoarece nici un singur tip de astfel de particule nu a fost înregistrat experimental până acum.

A doua problemă este natura fizică a constantei cosmologice în sine: este echivalentă cu cea introdusă de Einstein sau este ceva diferit. Dominanța constantei cosmologice în Univers se reflectă radical în evoluția sa - un astfel de Univers se extinde cu accelerație și are o vârstă mai mare (cu toate consecințele care decurg) decât un Univers în care această constantă este egală cu zero.

Din punct de vedere teoretic, prezența unei constante cosmologice nu are încă justificări serioase sau cel puțin general acceptate. Mai degrabă, poate fi numită o cantitate „în plus”, dar ideile noastre despre Univers nu s-ar schimba radical dacă s-ar dovedi că, de fapt, constanta cosmologică este egală cu zero (sau atât de mică încât nu poate fi determinată cu nivelul existent de tehnologie). Cu toate acestea, cosmologia, ca toate științele naturii, este construită pe baza datelor observaționale, iar aceste date mărturisesc în favoarea amplorii sale semnificative.

Trăim într-o lume a cărei dinamică de expansiune este controlată de o formă de materie necunoscută nouă. Singurul lucru pe care îl știm cu siguranță despre el este faptul existenței sale și ecuația stării sale asemănătoare vidului. Nu știm dacă sau cum se schimbă ecuația de stare a energiei întunecate în timp. Aceasta înseamnă că toate discuțiile despre viitorul Universului sunt în esență speculative și se bazează pe opiniile estetice ale autorilor lor.

Pe baza materialelor din revista „Science and Life”

Articolul original este pe site-ul NewsInfo

pentru revista „Omul fără frontiere”

Mai devreme sau mai târziu, lumea noastră va înceta să mai existe. Așa cum odată a apărut dintr-o singură particulă mai mică decât un atom. Oamenii de știință nu au avut de mult timp nicio îndoială în acest sens. Cu toate acestea, dacă anterior teoria dominantă a fost că moartea Universului ar avea loc ca urmare a expansiunii sale cu accelerare rapidă și, ca urmare, a inevitabila „moarte termică”, atunci odată cu descoperirea materiei întunecate, această opinie s-a schimbat.

FORȚELE ÎNTUNECELE ALE UNIVERSULUI

Experții spun că întregul vast cosmos poate pieri ca urmare a prăbușirii sale, fiind aspirat într-o gaură neagră uriașă, care face parte din misterioasa „materie întunecată”.

În adâncurile reci ale spațiului, două forțe ireconciliabile au fost în război de la crearea lumii - energia întunecată și materia întunecată. Dacă primul asigură expansiunea Universului, atunci al doilea, dimpotrivă, se străduiește să-l tragă înăuntrul său, să-l comprima în uitare. Această confruntare are loc cu diferite grade de succes. Victoria uneia dintre forțe asupra celeilalte, ruperea echilibrului cosmic, este la fel de dezastruoasă pentru toate lucrurile.

De asemenea, Einstein a sugerat că există mult mai multă materie în spațiu decât putem vedea. În istoria științei, au existat situații în care mișcarea corpurilor cerești nu a respectat legile mecanicii cerești. De regulă, această abatere misterioasă de la traiectorie a fost explicată în existența unui corp material necunoscut (sau a mai multor corpuri). Așa au fost descoperite planeta Neptun și steaua Sirius B.

CLEME SPATIALE

În 1922, astronomii James Jime și Jacobus Kapteyn au studiat mișcarea stelelor din galaxia noastră și au ajuns la concluzia că cea mai mare parte a materiei din galaxie este invizibilă; În aceste lucrări, termenul „materie întunecată” a apărut pentru prima dată, dar nu corespunde în totalitate cu sensul actual al acestui concept.

Astronomii sunt conștienți de multă vreme de fenomenul de expansiune accelerată a Universului. Observând distanța dintre galaxii unele de altele, au descoperit că această viteză crește. Energia care împinge spațiul în toate direcțiile, precum aerul dintr-un balon, a fost numită „întunecată”. Această energie împinge galaxiile una de cealaltă, ea acționează împotriva forței gravitației.

Dar, după cum sa dovedit, puterile ei nu sunt nelimitate. Există, de asemenea, un fel de „clei” cosmic care împiedică răspândirea galaxiilor. Și masa acestui „clei” depășește semnificativ masa Universului vizibil. Această forță enormă de origine necunoscută a fost numită materie întunecată. În ciuda numelui amenințător, acesta din urmă nu este un rău absolut. Totul este despre echilibrul fragil al forțelor cosmice pe care se sprijină existența lumii noastre aparent de nezdruncinat.

Concluzia despre existența materiei misterioase, care nu este vizibilă, nu este înregistrată de niciunul dintre instrumente, dar a cărei existență poate fi considerată dovedită, a fost făcută pe baza unei încălcări a legilor gravitaționale ale Universului. Cel puțin așa cum îi cunoaștem. S-a observat că stelele din galaxiile spirale ca a noastră au o viteză destul de mare de rotație și, conform tuturor legilor, cu o mișcare atât de rapidă ar trebui pur și simplu să zboare în spațiul intergalactic sub influența forței centrifuge, dar nu fac acest lucru. Ele sunt ținute de o forță gravitațională foarte puternică, care nu este înregistrată sau capturată de nicio metodă cunoscută științei moderne. Acest lucru i-a pus pe gânduri pe oamenii de știință.

LUPTA ETERNA

Dacă aceste „brete” întunecate evazive, dar superioare ca forță gravitațională față de toate obiectele cosmice vizibile, nu ar exista, atunci, după o lungă perioadă de timp, rata de expansiune a Universului sub influența energiei întunecate s-ar apropia de limita la care o ruptură a s-ar produce continuumul spatiu-timp. Spațiul se va anihila și Universul va înceta să mai existe. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă încă.

Astrofizicienii au descoperit că în urmă cu aproximativ 7 miliarde de ani, gravitația (dominată de materia întunecată) și energia întunecată erau în echilibru. Dar Universul s-a extins, densitatea a scăzut și puterea energiei întunecate a crescut. De atunci a dominat Universul nostru. Acum oamenii de știință încearcă să înțeleagă dacă acest proces se va termina vreodată.

Astăzi se știe deja că Universul este format din doar 4,9% din materie obișnuită - materie barionică, care alcătuiește lumea noastră. Cea mai mare parte (74%) a întregului univers este alcătuită din energie întunecată misterioasă, iar 26,8% din masa universului este alcătuită din particule care sfidează fizica, greu de detectat, numite materie întunecată.

Până acum, în lupta eternă ireconciliabilă dintre materia întunecată și energia întunecată, aceasta din urmă câștigă. Arată ca doi luptători din diferite clase de greutate. Dar asta nu înseamnă că lupta este o concluzie dinainte. Galaxiile vor continua să se disperseze. Dar cât timp va dura acest proces? Conform ultimei ipoteze, materia întunecată este doar o manifestare a fizicii găurilor negre.

GĂURILE NEGRE SUNT O mulțime de materie întunecată?

Găurile negre sunt cele mai masive și puternice obiecte din Universul cunoscut. Ele îndoaie spațiu-timp atât de puternic încât nici măcar lumina nu poate scăpa de limitele lor. Prin urmare, la fel ca materia întunecată, nu le putem vedea. Găurile negre sunt un fel de centre de greutate pentru vaste întinderi de spațiu. Se poate presupune că aceasta este materie întunecată structurată. Un prim exemplu în acest sens sunt găurile negre supermasive care trăiesc în centrul galaxiilor. Privind la centrul, de exemplu, al galaxiei noastre, vedem cum stelele din jurul ei accelerează.

Anne Martin de la Universitatea Cornell observă că singurul lucru care ar explica această accelerație este o gaură neagră supermasivă. Putem judeca existența materiei întunecate, precum și a găurilor negre, doar pe baza interacțiunii lor cu obiectele din jur. Prin urmare, îi observăm efectele în mișcarea galaxiilor și a stelelor, dar nu o vedem direct; nu emite și nici nu absoarbe lumină. Este logic să presupunem că găurile negre sunt doar aglomerări de materie întunecată.

Ar putea una dintre găurile negre uriașe, care în cele din urmă va înghiți nu numai spațiul înconjurător, ci și rudele mai puțin puternice „găurite”, să înghită întregul Univers? Întrebarea despre asta rămâne deschisă. Potrivit oamenilor de știință, dacă acest lucru se va întâmpla, nu va fi mai devreme de peste 22 de miliarde de ani. Deci este suficient pentru viața noastră. Între timp, lumea din jurul nostru își continuă navigația între Scylla a energiei întunecate și Charybdis a materiei întunecate. Soarta Universului va depinde de rezultatul luptei dintre aceste două forțe dominante în spațiu.

PROFEȚIA LUI TESLA

Există, totuși, o viziune alternativă asupra problemei materiei întunecate. Anumite paralele pot fi găsite între substanța misterioasă și teoria eterului universal a lui Nikola Tesla. Potrivit lui Einstein, eterul nu este o categorie reală, ci există ca urmare a unor opinii științifice eronate. Pentru Tesla, eterul este realitatea.

În urmă cu câțiva ani, la o vânzare stradală din New York, un iubitor de antichități și-a cumpărat o cască de pompier, uzată de timp. Înăuntrul ei, sub căptușeală, zăcea un caiet vechi. Caietul era subțire, cu coperta arsă și mirosea a mucegai. Foile, îngălbenite de timp, erau acoperite cu cerneală care se decolorase cu timpul. După cum s-a dovedit, manuscrisul a aparținut faimosului inventator Nikola Tesla, care a trăit și a lucrat în SUA. Înregistrarea explică teoria eterului, în care se pot găsi indicii inconfundabile ale descoperirii materiei întunecate evazive la decenii după moartea sa.

„Ce este eterul și de ce este atât de greu de detectat? - scrie inventatorul în manuscris. - M-am gândit mult timp la această întrebare și am ajuns la următoarele concluzii. Se știe că cu cât substanța este mai densă, cu atât viteza de propagare a undelor în ea este mai mare. Comparând viteza sunetului în aer cu viteza luminii, am ajuns la concluzia că densitatea eterului este de câteva mii de ori mai mare decât densitatea aerului. Dar eterul este neutru din punct de vedere electric și, prin urmare, interacționează foarte slab cu lumea noastră materială, în plus, densitatea substanței lumii materiale este neglijabilă în comparație cu densitatea eterului.”

Potrivit omului de știință, nu eterul este eteric - este lumea noastră materială care este eterică pentru eter. Astfel, el oferă o viziune mult mai pozitivă asupra materiei întunecate, văzând în ea un fel de substanță primordială, leagănul Universului. Dar nu numai atât. Potrivit lui Tesla, printr-o abordare pricepută, este posibil să se obțină surse inepuizabile de energie din materia întunecată a eterului, să pătrundă în lumi paralele și chiar să stabilească contacte cu locuitori inteligenți din alte galaxii. „Cred că stelele, planetele și întreaga noastră lume au apărut din eter când, dintr-un motiv oarecare, o parte din el a devenit mai puțin densă. Comprimând lumea noastră din toate părțile, eterul încearcă să revină la starea inițială, iar sarcina electrică internă din substanța lumii materiale împiedică acest lucru. În timp, după ce și-a pierdut sarcina electrică internă, lumea noastră va fi comprimată de eter și se va transforma în eter. Eterul a părăsit eterul și va pleca”, a afirmat Tesla.

Cred că exprim aici sentimentul unei întregi generații de oameni care au căutat particule de materie întunecată de când erau încă studenți absolvenți. Dacă LHC aduce vești proaste, este puțin probabil ca vreunul dintre noi să rămână în acest domeniu al științei.

Una dintre întrebările urgente la care ar putea răspunde LHC este departe de speculații teoretice și are cea mai directă relevanță pentru noi. De câteva decenii, astronomia încearcă să rezolve un mister dificil. Dacă calculăm toată masa și energia din spațiu, se dovedește că partea leului din materie este ascunsă de ochii noștri. Conform calculelor moderne, substanța luminoasă este numai 4% din cantitatea totală de materie din Univers. Această pondere jalnică include tot ce este format din atomi, de la hidrogen gazos până la nucleele de fier ale planetelor precum Pământul. Aproximativ 22% este materie întunecată, o componentă a materiei care nu emite unde electromagnetice și se face simțită doar prin câmpul său gravitațional. În cele din urmă, datele actuale sugerează că 74% este sub formă de energie întunecată, materie de natură necunoscută care determină extinderea Universului într-un ritm accelerat. Într-un cuvânt, Universul este un mozaic neasamblat. Poate că TANK vă va ajuta să găsiți piesele lipsă?

Ipotezele despre materia ascunsă au început să fie exprimate cu mult înainte ca această problemă să fie recunoscută de comunitatea științifică generală. Primele bănuieli că altceva decât materia vizibilă ține Universul în frâu au apărut în 1932. Astronomul olandez Jan Oort a calculat că stelele din regiunile exterioare ale galaxiilor se mișcă ca și cum ar fi supuse unei gravitații mult mai mare decât cea deținută de cea observată. materie. Calea Lactee este în esență ca un carusel uriaș cu cai. Stelele se învârt în jurul centrului galactic, unele puțin mai aproape, iar altele puțin mai departe de discul galactic. Oort le-a măsurat vitezele și a descoperit care ar trebui să fie forța gravitațională a Căii Lactee, astfel încât să țină stelele aproape de planul galactic și să împiedice galaxia să se destrame. Cunoscând această forță, Oort a estimat masa totală a sistemului nostru stelar (această valoare este cunoscută astăzi ca limita Oort). Rezultatul a fost neașteptat: a fost de două ori masa observată a stelelor care emit lumină.

În anul următor, fizicianul de origine bulgară Fritz Zwicky, care lucrează la Caltech, a investigat în mod independent cât de mult „clei” gravitațional era necesar pentru a menține împreună bogatul grup de galaxii din constelația Coma Berenices. Distanțele dintre galaxiile din grup sunt mari, motiv pentru care Zwicky a obținut o valoare mare pentru forța gravitațională. Din aceasta a fost posibil să se calculeze cantitatea de materie necesară pentru a crea o astfel de forță. Zwicky a fost uimit să vadă că era de sute de ori mai mare decât masa de materie vizibilă. Se pare că această structură voluminoasă stătea pe suporturi camuflate, care singure puteau să o mențină stabilă.

În anii 30 secolul XX Oamenii de știință știau puțin despre Univers, cu excepția expansiunii descoperite de Hubble. Chiar și ideea altor galaxii ca „universuri insulare” precum Calea Lactee era la început. Nu este de mirare că, având în vedere copilăria cosmologiei fizice, aproape nimeni nu a acordat atenție descoperirilor extraordinare ale lui Oort și Zwicky. Au trecut ani de zile până când astronomii și-au dat seama de semnificația lor.

Interesul actual pentru materia întunecată îl datorăm curajului tinerei Vera Cooper Rubin, care, spre deosebire de toate prejudecățile vremii (femeile astronome erau privite în acea vreme), a decis să se apuce de astronomie. Rubin s-a născut în Washington, D.C. și a crescut privind pe fereastra dormitorului ei la stele. Îi plăcea să citească cărți despre astronomie, în special biografia Mariei Mitchell, care a câștigat recunoaștere internațională pentru descoperirea ei a unei comete. Calea Verei Rubin către visul ei nu putea fi numită ușoară: în acei ani, comunitatea astronomică semăna cu un club închis, cu un semn luminos pe ușă „Femeile nu sunt permise”.

Rubin și-a amintit mai târziu: „Când eram la școală, mi-au spus că nu voi obține niciodată un loc de muncă ca astronom și că ar trebui să fac altceva. Dar nu am ascultat pe nimeni. Dacă vrei cu adevărat ceva, trebuie să-l iei și să-l faci și, probabil, să ai curajul să schimbi ceva în acest domeniu” 86.

După ce a primit o diplomă de licență în astronomie de la Vassar College, unde Mitchell a predat cândva, și un master în astronomie de la Universitatea Cornell, Rubin s-a întors în orașul ei natal pentru a continua să studieze astronomia la Universitatea Georgetown. Conducătorul științific al tezei sale pentru gradul de doctor în filosofie a fost Georgy Gamow. Deși nu a fost înscris printre profesorii universitari, era interesat și de evoluția galaxiilor și i s-a permis să lucreze cu Rubin. Sub conducerea lui, ea s-a apărat în 1954.

În timp ce îngrijea patru copii născuți în căsătoria ei cu matematicianul Robert Rubin, nu i-a fost ușor să găsească un loc de muncă permanent care să-i permită să combine familia și știința. În cele din urmă, în 1965, Departamentul de Magnetism Terestre al Instituției Carnegie din Washington a inclus-o ca cercetător. Acolo Rubin a intrat într-o alianță creativă cu colegul ei Kent Ford. El a construit un telescop cu propriile sale mâini și împreună au început observațiile active ale regiunilor exterioare ale galaxiilor.

Mai întâi, astronomii au îndreptat telescopul telescopic către cea mai apropiată spirală vecină a Căii Lactee, o galaxie din constelația Andromeda. Folosind un spectrograf, au început să colecteze date despre deplasarea Doppler în spectrele stelelor situate la periferia galactică. Deplasarea Doppler este o creștere (scădere) a frecvenței radiației de la un obiect care se deplasează către observator (departe de observator). Mărimea acestei deplasări depinde de viteza relativă a corpului. Efectul Doppler este caracteristic oricărui proces de unde, inclusiv lumina și sunetul. De exemplu, ori de câte ori auzim o sirenă de foc zgomotând mai sus pe măsură ce se apropie din ce în ce mai scăzut în ton pe măsură ce se îndepărtează, avem de-a face cu acest efect. Dacă vorbim despre lumină, atunci pe măsură ce sursa se apropie, radiația ei se deplasează în regiunea violetă a spectrului (deplasare la violet), iar pe măsură ce se îndepărtează, se schimbă la roșu (deplasare la roșu). Deplasările către roșu ale galaxiilor au oferit lui Hubble dovezi că galaxiile îndepărtate zburau departe de noi. Efectul Doppler în spectrele electromagnetice este încă unul dintre instrumentele indispensabile ale astronomiei.

Luând spectre de stele din părțile exterioare ale Andromedei și măsurând magnitudinea deplasării, Rubin și Ford au reușit să calculeze viteza materiei stelare. Ei au determinat cât de repede se mișcă stelele de la periferia galactică în jurul centrului lor de greutate. Apoi, oamenii de știință de la Instituția Carnegie au construit un grafic: vitezele orbitale au fost reprezentate vertical, iar distanța de la centru pe orizontală. Această relație, numită curba de rotație a galaxiei, a arătat în mod clar cum părțile exterioare ale Andromedei se învârteau pe carusel.

După cum a stabilit Kepler cu câteva secole în urmă, în obiectele astronomice în care cea mai mare parte a masei este concentrată în centru (de exemplu, Sistemul Solar), cu cât corpul este mai departe de centru, cu atât viteza lui este mai mică. Planetele exterioare se mișcă pe orbitele lor mult mai încet decât cele interioare. Mercur clipește lângă Soare cu o viteză de aproximativ 50 km/s, în timp ce Neptun abia se târăște cu aproximativ 5,5 km/s. Motivul este simplu: gravitația solară scade rapid odată cu raza și nu există nicio masă în părțile exterioare ale sistemului solar care ar putea afecta vitezele planetelor.

Anterior, se credea că în galaxiile spirale, precum Calea Lactee, materia era distribuită la fel de compact. Observațiile arată că stelele locuiesc cel mai dens partea centrală a galaxiilor și formează o structură sferică (astronomii o numesc „bulge”). Brațele spiralate și aureola care învăluie discul galactic, dimpotrivă, par rare și efemere. Dar primele impresii sunt înșelătoare.

În construirea curbei de rotație a Andromedei, Rubin și Ford au fost ferm convinși că, la fel ca în sistemul solar, vitezele vor scădea pe distanțe mari. Dar, în schimb, graficul a apărut pe o linie dreaptă, ceea ce i-a lăsat pe oamenii de știință destul de nedumeriți. În locul versantului muntelui era un platou plat. Forma plată a profilului de viteză a însemnat că masa sa extins cu mult dincolo de structura observată. Ceva ascuns ochilor noștri are un efect tangibil asupra acelor zone în care gravitația, conform ideilor noastre, ar trebui să fie extrem de mică.

Pentru a înțelege dacă acest comportament de viteză în Andromeda a fost excepția sau regula, Rubin și Ford, împreună cu colegii lor de la Carnegie Institution, Norbert Tonnard și David Burstein, au decis să testeze încă 60 de galaxii spirale. Deși spiralele nu sunt singurul tip de galaxie – există galaxii eliptice și există galaxii neregulate – astronomii au ales „vortexul” pentru simplitatea lui. Spre deosebire de alte tipuri de galaxii, în spirale stelele din brațe se rotesc toate în aceeași direcție. Prin urmare, vitezele lor sunt mai ușor de reprezentat pe un grafic și, prin urmare, mai ușor de analizat.

Echipa a făcut observații la observatoarele Kitt Peak din Arizona și Cerro Tololo din Chile și a trasat curbele de rotație pentru toate cele 60 de galaxii. În mod surprinzător, fiecare grafic avea o secțiune la fel de plată ca a lui Andromeda. Din aceasta, Rubin și coautorii ei au concluzionat că cea mai mare parte a materiei din galaxiile spirale este colectată în formațiuni invizibile extinse, care, în afară de câmpul gravitațional, nu se manifestă în niciun fel. Problema care i-a chinuit pe Oort și pe Zwicky s-a ridicat cu putere!

Cine se află în spatele măștii? Poate că materia întunecată constă din materie obișnuită, dar este greu de văzut? Poate că telescoapele noastre sunt prea slabe pentru a vedea toate obiectele din spațiu?

La un moment dat, corpurile cerești au fost propuse pentru rolul materiei întunecate, ale căror nume reflectau puterea gravitațională atribuită lor: obiecte macho (MASNO, acronim din engleză. Obiecte Halo compacte masive -„obiecte halo compacte masive”). Acestea sunt corpuri cerești masive din haloul galaxiilor care emit puțină lumină. Acestea includ, în special, planete gigantice (de mărimea lui Jupiter și mai mari), piticele maro (stele cu un stadiu foarte scurt de ardere termonucleară), piticele roșii (stele slab luminoase), stele neutronice (nuclee stelare care au suferit o comprimare catastrofală ( colaps) și constând din materie nucleonică) și găuri negre. Toate acestea constau din materie barionică, care include materia nucleelor ​​atomice și rudele sale cele mai apropiate, de exemplu hidrogenul gazos.

Pentru a căuta obiecte macho și alte surse slabe de atracție gravitațională, astronomii au dezvoltat o tehnică inteligentă numită microlensing gravitațional. O lentilă gravitațională este un corp masiv care, ca o prismă, deviază lumina. Conform teoriei generale a relativității a lui Einstein, corpurile grele se îndoaie spațiu-timp în jurul lor, determinând îndoirea traiectoriei unei raze care trece. În 1919, efectul de lentilă a fost observat în timpul unei eclipse de soare: în acest moment este posibil să se vadă stele lângă discul Soarelui, care le deviază lumina.

Deoarece obiectele macho care trec între Pământ și stelele îndepărtate trebuie să distorsioneze imaginea, microlensing oferă o modalitate de a le „cântări”. Dacă un obiect macho apare brusc pe linia de vedere în direcția stelei observate (de exemplu, una dintre stelele unei galaxii din apropiere), datorită focalizării gravitaționale, va deveni momentan mai strălucitor. Și când „omul macho” trece, steaua se va estompa și își va lua aspectul anterior. Din această curbă de lumină, astronomii pot calcula masa obiectului.

În anii 90 Ca parte a proiectului MASNO, un grup internațional de astronomi de la Observatorul Muntelui Stromlo din Australia a întocmit un catalog care includea aproximativ 15 evenimente „suspecte”. Scanând haloul galaxiei secțiune cu secțiune și folosind Marele Nor Magellanic (un satelit al Căii Lactee) ca fundal stelar, oamenii de știință au dat peste curbe de lumină caracteristice. Din aceste date observaționale, astronomii estimează că aproximativ 20% din toată materia din haloul galactic constă din obiecte macho cu mase cuprinse între 15 și 90% din masa Soarelui. Aceste rezultate au indicat că la periferia Căii Lactee sunt locuite de stele slabe și relativ luminoase, care, deși cu greu strălucesc, creează o forță atractivă. Adică, a devenit parțial clar care corpuri cerești se găsesc la periferia Galaxiei, dar cum să explicăm porțiunea rămasă a masei ascunse era încă neclar.

Există și alte motive pentru a crede de ce obiectele macho ar putea să nu ofere un răspuns definitiv la misterul materiei întunecate. În modelele astrofizice de nucleosinteză (formarea elementelor chimice), cunoscând cantitatea unui anumit element din spațiu astăzi, se poate calcula câți protoni a conținut Universul în primele momente după Big Bang. Și acest lucru face posibilă estimarea proporției de materie barionică din Univers. Din păcate, calculele arată că doar o parte din materia întunecată este de natură barionică, restul este într-o altă formă. Deoarece obiectele macho constând din barioni familiari nu erau potrivite pentru rolul unui panaceu, oamenii de știință și-au îndreptat atenția către alți candidați.

Nu este o coincidență faptul că obiectelor macho li s-a dat un nume atât de brutal: astfel au vrut să fie puse în contrast cu o altă clasă de corpuri propuse pentru a explica materia întunecată - evazivele „WIMP-uri” (WIMP - un cuvânt derivat din engleză. Particule masive care interacționează slab- „particule masive care interacționează slab”). Spre deosebire de „macho”, „WIMP-urile” nu sunt corpuri cerești, ci un nou tip de particule masive care participă doar la interacțiuni slabe și gravitaționale. Deoarece sunt grele, WIMP-urile trebuie să aibă viteze mici, ceea ce le face un lipici gravitațional excelent: împiedică destrămarea structurilor gigantice văzute în spațiu, cum ar fi galaxiile și clusterele de galaxii.

Neutrinii nu ar putea fi ignorați dacă ar fi mai grei și mai sârguincioși. La urma urmei, așa cum se cuvine leptonilor, ei evită procesele puternice și, ca toate particulele neutre, nu se tem de electromagnetism. Cu toate acestea, masa nesemnificativă și neliniștea neutrinilor îi forțează să fie excluși din considerare. Datorită agilității lor, neutrinii pot fi asemănați cu un politician superficial care face incontinuu incursiuni în diferite districte, încercând să cucerească electoratul înainte de alegerile pentru consiliul orașului. Vor dori oamenii să se unească în jurul unei persoane care nu este capabilă să se stabilească într-un singur loc și să obțină un sprijin puternic? La fel, neutrinii, care nu stau nicăieri mult timp și au puțin efect asupra nimicului, cu greu se potrivesc pentru rolul de tijă unificatoare.

Particulele de tip neutrino - prea ușoare și rapide pentru a forma structuri - se numesc materie întunecată fierbinte. Deși masa ascunsă din Univers poate consta într-o oarecare măsură din ele, ele nu pot explica de ce stelele din regiunile exterioare ale galaxiilor se agață atât de strâns de „insula” lor natală și de ce galaxiile înseși se adună în grupuri. Materia mai grea, caracterizată prin pași măsurați, inclusiv „macho” și „wimps”, aparțin clasei materiei întunecate reci. Dacă am putea să o unim suficient, am ști din ce sunt făcute recuzita spațială.

Dar dacă nu neutrini, atunci ce particule neutre de origine non-hadronică au o masă semnificativă și pot zbura atât de încet încât să influențeze stelele și galaxiile? Din păcate, acestea sunt insuficiente în modelul standard. Pe lângă neutrini, „machos” și „slăbănoși”, rolul materiei întunecate este revendicat și, potrivit unor teoreticieni, nu nerezonabil, de către axion. Această particulă masivă este introdusă în cromodinamica cuantică (teoria interacțiunilor puternice), dar nu a fost încă detectată experimental. În acest moment, căutarea masei ascunse în Univers a ajuns într-o fundătură.

Este timpul să ceri ajutor LHC. Poate că fragmentele de coliziuni de la accelerator vor conține răspunsul la misterul materiei întunecate reci. Primii pe lista de candidați sunt cei mai ușori parteneri supersimetrici: neutralinos, charginos, gluinos, photinos, squarks, sleptons și alții. Dacă masa lor (în unități de energie) nu diferă mult de un teraelectronvolt, nu vor fi greu de observat prin dezintegrarile caracteristice care apar în calorimetre și sisteme de urmărire.

Dar dacă materia întunecată ar fi singurul mister al universului, fizicienii și-ar mușca limba, și-ar încrucișa degetele și ar sta în liniște și ar aștepta ca LHC sau alt instrument să producă rezultate potrivite. Este ca și cum ai posta un anunț de angajare și ai aștepta cu calm să vină un specialist calificat la un interviu. Cu toate acestea, la orizont a apărut o nucă mai dură, care deja reușise să creeze probleme oamenilor de știință. Vorbim despre energia întunecată. Nu numai că nu știu exact ce li se ascunde, dar habar nu au unde să caute.

Pentru prima dată, comunitatea științifică s-a întâlnit față în față cu energia întunecată în 1998. Apoi două grupuri de astronomi - o echipă de cercetare de la Laboratorul Național. Lawrence Berkeley sub conducerea lui Saul Perlmutter și observatorii de la Observatorul Muntelui Stromlo (inclusiv Adam Riess, Robert Kirschner și Brian Schmidt) au anunțat vestea uimitoare despre expansiunea Universului. Pentru a urmări modul în care cosmosul s-a extins în trecut, cercetătorii au măsurat distanțele până la supernove din galaxii îndepărtate. Prin trasarea acestor distanțe pe un grafic în funcție de vitezele galaxiilor, găsite din deplasarea Doppler a liniilor spectrale, astronomii au putut determina modul în care parametrul Hubble, care caracterizează rata de retragere, s-a schimbat de-a lungul miliardelor de ani.

Stelele folosite în observații, așa-numitele supernove de tip 1a, au o proprietate remarcabilă: anumite modele pot fi urmărite în intensitatea energiei emise de acestea în timpul exploziei. Datorită acestui comportament previzibil, grupurile menționate au putut să calculeze distanțele până la stele comparând luminozitatea observată cu o valoare cunoscută. Cu alte cuvinte, astronomii au un fel de ruletă cu care pot „ajunge” la stele aflate la miliarde de ani lumină de noi, adică la cele care au explodat cu mult timp în urmă în trecut.

Un obiect astronomic cu luminozitate absolută cunoscută se numește lumânare standard. Când conducem o mașină noaptea și ne uităm la lămpile de pe marginea drumului, putem estima distanța până la o anumită lampă, dacă ni se pare luminoasă sau slabă. Presupunând, desigur, că toate produc aceeași putere. Dacă s-ar întâmpla ca un fulger strălucitor să-ți lovească ochii în timpul unei plimbări nocturne, cel mai probabil ai decide că sursa lui este aproape de tine. Iar despre lumina abia vizibilă, involuntar crezi că este undeva departe. Pe scurt, adesea judecăm distanța după luminozitatea aparentă a unei surse de lumină. La fel, astronomii, după ce au acceptat un obiect, cum ar fi o supernova de tip 1a, pentru o lumânare standard, au la dispoziție aproape singurul instrument pentru măsurarea distanțelor mari.

Echipa de cercetare a lui Perlmutger, care a implementat proiectul SCP (Supernova Cosmology), este direct legată de fizica particulelor. Să începem cu faptul că acest program, ca și cercetarea radiației cosmice de fond cu microunde pe satelitul COBE, care i-a adus lui George Smoot Premiul Nobel, continuă tradițiile Laboratorului Lawrence. O viziune atât de largă asupra lucrurilor este complet în spiritul șefului Red Lab, care a căutat conexiuni peste tot și a încercat să aplice metodele unui domeniu al științei în altul. În plus, unul dintre inițiatorii proiectului SCP, Gerson Goldhaber, a fost recunoscut pe scară largă la Laboratorul Cavendish în timpul lui Rutherford și Chadwick, iar apoi a servit mulți ani ca director al Laboratorului Național Brookhaven. Putem spune că cosmologia și fizica particulelor - științele celor mai mari și ale celor mai mici - au fost de mult legate.

Când a început programul SCP, participanții săi sperau că, luând supernove ca lumânări standard, ei vor fi convinși de încetinind Univers. Forța gravitației, s-ar părea, prin însăși natura sa tinde să întârzie retragerea oricărui sistem de corpuri masive care se îndepărtează unul de celălalt. Mai simplu spus, ceea ce este aruncat în sus cade, sau cel puțin încetinește. Prin urmare, cosmologii au prevăzut trei căi posibile ale evoluției cosmice. În funcție de relația dintre densitatea medie și critică a Universului, acesta fie încetinește destul de repede, iar expansiunea este înlocuită de compresie, fie nu încetinește foarte mult, iar punctul de oprire nu este atins, fie, dacă cele două densitățile sunt egale, rămâne într-o stare limită și, de asemenea, se extinde pentru o perioadă de timp infinit de lungă.

Toate cele trei scenarii încep cu un Big Bang obișnuit. Dacă Universul este suficient de dens, încetinește treptat și, în cele din urmă, după miliarde de ani, expansiunea lasă loc compresiei. Tot ceea ce există este în cele din urmă măcinat în Big Meat Grinder. Dacă densitatea este sub o valoare critică, expansiunea Universului continuă, încetinind, la nesfârșit - cosmosul depășește distanța prin forță, ca un alergător epuizat. Deși expansiunea galaxiilor devine din ce în ce mai lentă, ele nu vor avea niciodată curajul să alerge una spre alta. Această alternativă este uneori numită Big Moan. A treia posibilitate: densitatea medie este exact egală cu densitatea critică. În acest caz, Universul încetinește și, exact așa, este pe cale să înceapă să se micșoreze, dar acest lucru nu se întâmplă. Ea, ca o funambulă cu experiență, își menține ușor echilibrul.

Perlmutter și personalul său se așteptau să vadă una dintre aceste trei opțiuni. Cu toate acestea, observațiile supernovei au contrazis tiparele cunoscute. Din graficele vitezei în funcție de distanță, rezultă că expansiunea nu încetinește deloc. În plus, accelerează. Parcă ceva ar fi făcut ca gravitația să confunde pedala de frână cu gazul. Dar niciuna dintre substanțele cunoscute nu putea fi bănuită în aceste mașinațiuni. Teoreticianul Michael Turner de la Universitatea din Chicago a numit componenta neobișnuită energie întunecată.

Deși energia întunecată nu este mai puțin misterioasă decât materia întunecată, proprietățile lor au puține în comun. Materia întunecată produce aceeași forță gravitațională ca și materia obișnuită, dar energia întunecată acționează ca un fel de „antigravitație”, determinând corpurile să se despartă cu accelerație. Dacă materia întunecată ar fi la o petrecere, i-ar prezenta pe invitați unul pe celălalt și i-ar implica în distracția generală. Energiei întunecate, dimpotrivă, îi place să lucreze în forțele speciale, suprimând revoltele de stradă. De fapt, dacă cosmosul ar fi prea bogat aromat cu energie întunecată, Universul ar urma o cale fatidică care se termină cu Big Rip - pur și simplu ar fi făcut în bucăți.

În legătură cu energia întunecată, fizicienii vorbesc despre revenirea constantei cosmologice la relativitatea generală, pe care Einstein a abandonat-o cândva. Deși termenul care descrie antigravitația (termen lambda) rezolvă problema cu puțin efort, ar fi bine să o justificăm din punct de vedere fizic. Fizicienii sunt foarte reticenți în a adăuga termeni noi la teoriile coerente, cu excepția cazului în care există anumite premise fundamentale pentru aceasta. Cu alte cuvinte, constanta cosmologică ar trebui să-și găsească un loc în teoria câmpului. Cu toate acestea, teoriile moderne de câmp oferă o cantitate inimaginabilă de energie în vid. Pentru a obține o valoare realistă din aceasta, trebuie redusă la aproape zero (adică aproape, nu exact). Accelerația cosmică descoperită și măsurată experimental a reprezentat un puzzle complex pentru oamenii de știință.

Mai mult, dacă energia întunecată rămâne constantă în timp și spațiu, influența ei nu se diminuează niciodată. Pe măsură ce gravitația lasă loc energiei întunecate în timp, Universul se apropie din ce în ce mai mult de Big Rip. Înainte de a accepta un final atât de sumbru, majoritatea teoreticienilor preferă să reflecteze și să vină cu ceva mai bun.

Teoreticianul de la Princeton Paul Steinhardt, precum și Robert Caldwell și Rahul Dave, au propus o modalitate originală de a modela energia întunecată. Au introdus un nou tip de materie numit chintesență. Chintesența este o substanță ipotetică care, în loc să facă corpurile să se aglomereze (precum materia obișnuită, care servește drept sursă de gravitație), le împinge în afară (ca puternicul Samson al coloanelor templului filistean). Termenul pentru această substanță este preluat din filosofia antică, în care chintesența („a cincea esență”) continua seria celor patru elemente ale lui Empedocle. Diferența dintre constanta cosmologică și chintesența este următoarea: în timp ce prima stă înrădăcinată la fața locului, a doua este ca plastilina maleabilă - se poate schimba de la un loc la altul și de la o epocă la alta.

Observațiile radiației cosmice de fond cu microunde de la satelitul WMAP sugerează că spațiul este umplut cu un amestec de energie întunecată, materie întunecată și materie vizibilă (în această ordine). Dar imaginile de la sondă sunt încă tăcute despre ingredientele din care este făcut cocktailul dublu întunecat.

Fizicienii speră că LHC va ajuta la ridicarea vălului secretului asupra naturii energiei întunecate și a materiei întunecate. Dacă, de exemplu, chintesența ar fi descoperită la cel mai mare ciocnitor, ar însemna o revoluție în cosmologie și ar schimba radical înțelegerea noastră despre materie, energie și Univers. Judecă singur, datorită acestei descoperiri am ști ce viitor așteaptă toate lucrurile.

Ipotezele nu se limitează la adăugarea unui termen lambda și introducerea unei substanțe neobișnuite. Potrivit unor teoreticieni, a sosit momentul să reconsiderăm însăși teoria gravitației. Poate că forțele gravitaționale se manifestă diferit la scări diferite: în cadrul sistemelor planetare se comportă într-un fel, dar în întinderea galactică se comportă diferit? S-ar putea întâmpla ca teoria generală a relativității a lui Einstein, care în opinia noastră pare a fi corectă, să fie înlocuită cu o altă teorie la cele mai mari distanțe? După cum a spus odată Rubin: „Se pare că până nu vom ști ce este gravitația, nu vom ști ce este materia întunecată.”87

Teoriile inovatoare ale gravitației propun schimbări radicale în mecanismul și domeniul de acțiune al acesteia. Unele dintre proprietățile sale, susțin adepții acestor teorii, primesc o explicație naturală dacă presupunem că forța gravitației pătrunde în dimensiuni suplimentare ascunse, unde accesul la alte forme de materie și energie este interzis. Atunci sectorul întunecat al Universului poate fi o umbră a sferelor superioare.

Este de remarcat faptul că unele teorii exotice de acest tip, oricât de ciudate ar părea, pot fi testate la LHC. Cuptorul fierbinte al transformărilor de înaltă energie poate nu numai să aducă la viață particule fără precedent, ci și să descopere noi dimensiuni. Cine știe ce secrete de lungă durată ale naturii vor fi dezbrăcate de vălurile lor de puterea fără precedent a LHC...

Maria Saprykina

MISTERUL MATERIEI ÎNTUNECARE

Materia invizibilă, adică astrofizicienii îl numesc întuneric și nu emit sau absorb lumină și o detectează prin gravitația pe care o creează. Este prezent peste tot - de la solzi galactici la superclustere de galaxii. Este mult mai mare în masă decât materia vizibilă, dar ceea ce este cu adevărat este un mister. Acestea nu sunt, probabil, particule elementare încă descoperite sau găuri negre de masă mică și găuri de vierme ipotetice. Un membru al centrului astrospațial al Institutului de Fizică numit după el a vorbit despre acest lucru în articolul său în limba engleză. P.N. Lebedev RAS (Moscova) și Academia Internațională numită după. Nilsa Bohr (Copenhaga, Danemarca), membru corespondent al RAS Igor Novikov. Traducerea a fost realizată de membru corespondent al Academiei Ruse de Științe Viktor Abalakin și publicată în revista Earth and the Universe.

Deci, natura materiei întunecate este unul dintre principalele mistere ale cosmologiei moderne. Descoperirea și cercetarea acestui fenomen are o istorie destul de lungă. Experții sunt pasionați de acest subiect de 85 de ani. În zilele noastre această problemă este principala în toată astrofizica.

Chiar și acum 30 și chiar 20 de ani, astronomii credeau că masa de materie întunecată care predomină în Univers determină dinamica acestuia și curbura spațiului tridimensional. Dar astăzi știm mult mai multe. Observarea în cadrul măsurătorilor de temperatură a anizotropiei în radiația cosmică de fond cu microunde (și a apărut imediat după nașterea Universului și poartă informații importante despre evoluția sa), date despre gradul de distribuție a heliului și a altor elemente luminoase și formarea structura Universului indică: materia obișnuită (particulele elementare barionice (grele) cu o masă nu mai mică decât cea a protonilor participă la toate interacțiunile fundamentale)) sunt responsabile pentru aproximativ 4% din conținutul material al cosmosului. Se dovedește că stelele, planetele, gazul, praful și noi înșine suntem alcătuiți din el, iar restul de 96% este sectorul „întunecat” cu aproximativ 23% materie întunecată și aproximativ 73% energie întunecată. Se știe: materia în cauză provoacă efectul atracției gravitaționale, la fel ca materia obișnuită, iar energia întunecată, dimpotrivă, provoacă repulsie gravitațională. Acesta din urmă predomină cu adevărat în Univers, deși experții încă nu știu nimic despre natura sa fizică.

Materia întunecată are o influență gravitațională asupra propagării luminii din surse îndepărtate (așa-numita lentilă gravitațională). O informație importantă provine și din analiza radiației cosmice de fond cu microunde și a procesului de formare a structurii Universului din mici neomogenități inițiale. Dar tocmai forța gravitațională a materiei întunecate ne interesează este necesară pentru formarea clusterelor de galaxii și a galaxiilor. Majoritatea cosmologilor, afirmă Novikov, dezvoltă ideea unui tip de materie întunecată numită materie rece. Mulți dintre ei sunt convinși: este format din particule formate în perioada timpurie, fierbinte, a evoluției Universului, dar încă existente în timpul nostru. Lista elementelor care pot fi incluse în ele este foarte extinsă: acestea sunt în principal particule ipotetice - să zicem, axioni sau relicve supersimetrice. Au fost lansate acum experimente pentru a le căuta direct și indirect. Ca urmare, detectarea directă a materiei întunecate este destul de posibilă, dar, conform autorului articolului, natura sa fizică rămâne un mister.

Între timp, pe lângă particulele care sunt încă necunoscute științei și de interes pentru fizicieni, există și alte obiecte din care ar putea consta materia întunecată. Unele dintre ele sunt uimitoare în sine - și, apropo, nu mai puțin importante pentru dezvoltarea științei: acestea sunt corpuri întunecate relativiste (găuri negre primare și găuri de vierme).

Ipoteza despre existența găurilor negre primordiale are și ea o istorie foarte lungă. Datorită cercetărilor efectuate de oamenii de știință ruși academicianul Yakov Zeldovich și Igor Novikov în 1961 și în 1971 de către fizicianul teoretician englez Stephen Hawking, putem concluziona: în primele etape ale Universului (acum aproximativ 13 miliarde de ani) au existat mici găuri negre. , masele lor ar putea fi mai mici decât cele ale stelelor. Calculele arată că cei ale căror mase inițiale erau mai mici de un miliard de tone au pierdut acum complet energie din cauza radiațiilor cuantice; cele mai grele au supraviețuit până în zilele noastre.

Întrebarea principală este dacă pot fi detectate prin mijloace astronomice dacă există cu adevărat în Univers? Pentru a găsi mici găuri negre, este necesar să se cunoască emisia cuantelor lor dure. Observarea acestora din urmă ar contribui semnificativ la identificarea găurilor negre primordiale, dar până în prezent niciuna dintre ele nu a fost descoperită. S-au stabilit doar următoarele: numărul găurilor negre cu o masă de aproximativ un miliard de tone nu depășește o mie pe an lumină cub. Dacă ar fi mai mulți, atunci ar fi posibil să se calculeze radiația lor totală. Radiația cuantică de la găurile negre primordiale masive este nesemnificativă, astfel încât acestea pot fi incluse în numărul de obiecte incluse în materia întunecată. În 1994, astrofizicienii ruși Pavel Ivanov, Pavel Naselsky și Igor Novikov, care lucrează la Centrul Danez de Astrofizică Teoretică, au indicat această perspectivă. În același timp, a apărut un mesaj că a fost descoperită microlensarea stelelor din Marele Nor Magellanic de către obiecte masive compacte cu halo ale galaxiei noastre. Printre altele, a fost propusă următoarea idee: găurile negre ar putea fi astfel de obiecte. Noua descoperire adaugă dovezi suplimentare teoriei că materia întunecată rece este formată din găuri negre primordiale.

Cu toate acestea, subliniază autorul articolului, nu ar trebui să uităm de găurile de vierme primare. Conform teoriei generale a relativității, acesta este un spațiu foarte curbat sub forma unui tunel care leagă două intrări la el. Materia sau radiația care cade într-una dintre găuri este împrăștiată în întregul volum al tunelului și, în consecință, iese din cealaltă găuri. Sau invers. Potrivit unei ipoteze, aceste vizuini primare au existat cel mai probabil la începutul expansiunii Universului. Și ar putea continua să facă acest lucru în viitor. Notă: evaporarea cuantică (așa-numita evaporare Hawking) nu afectează astfel de obiecte, așa că persistă pentru perioade cosmologice de timp dacă nu sunt supuse altor instabilități. Pe baza acestui fapt, nu se poate exclude faptul că o parte din materia întunecată rece este formată și din găuri de vierme.

Deci, conchide Novikov, obiectele întunecate - găuri întunecate primordiale și găuri de vierme - pot rezolva misterul materiei întunecate. Dar cât de reușite (sau nereușite) sunt conceptele propuse va deveni clar doar atunci când rezultatele observațiilor privind studiul materiei întunecate reci vor fi cunoscute folosind, în primul rând, observatorul spațial Planck, lansat la 14 mai 2009 în cadrul Agenția Spațială Europeană Horizon -2000 și poartă numele remarcabilului fizician german Max Planck (1858-1947).

Novikov I. Obiecte întunecate și materie întunecată. - Revista „Pământ și Univers”, 2009, nr. 5

Ilustrații de la editorii revistei „Pământ și Univers”

Material pregătit de Maria SAPRYKINA

„Știința în Rusia”, nr. 1, 2010