Perkara gelap - "makhluk asing" untuk astrophysicists?

Dengan pemahaman kita tentang undang-undang fizikal dan kejayaan Model Standard dan teori kerelatifan am, alam semesta mempunyai beberapa fenomena yang diperhatikan, yang ia adalah mustahil untuk menerangkan. alam semesta ini penuh dengan misteri, dari bintang dan berakhir dengan tinggi tenaga sinar kosmik. Walaupun kita secara beransur-ansur sedar ruang, kita masih tidak tahu segala-galanya. Sebagai contoh, kita tahu bahawa perkara gelap wujud, tetapi tidak tahu apa sifat-sifatnya. Adakah ini bermakna bahawa kita perlu akui manifestasi gelap kira semua kesan yang tidak diketahui?

Perkara gelap -

teka-teki pada gelap perkara yang banyak, dan bukti kewujudannya. Tetapi untuk menyalahkan semua perkara gelap di alam semesta manifestasi misteri bukan sahaja berpandangan jauh, tetapi juga salah. Inilah yang berlaku apabila para saintis semakin berkurangan idea-idea yang baik.

Perkara gelap -

Dua galaksi besar terang di tengah-tengah kelompok Coma, setiap lebih daripada satu juta tahun cahaya dalam saiz. Di pinggir galaksi menunjukkan kewujudan halo besar bahan gelap di sekitar kelompok.

perkara gelap mempunyai mana-mana di alam semesta. Untuk pertama kalinya ia merayu kepada tahun 1930-an untuk menjelaskan gerakan pesat galaksi individu dalam kelompok galaksi. Ini berlaku kerana semua perkara biasa - perkara yang terdiri daripada proton, neutron dan elektron - tidak cukup untuk menjelaskan jumlah graviti. Ini termasuk bintang, planet, gas dan debu, plasma antara bintang dan galaksi, lubang hitam dan apa-apa lagi yang kita boleh mengukur. baris bukti yang menyokong perkara gelap, banyak dan meyakinkan, sebagai seorang ahli fizik Ethan Siegel nota.

Perkara gelap -

perkara gelap yang diperlukan untuk menerangkan:

  • dalam galaksi putaran individu,
  • pembentukan galaksi berbeza dari segi saiz dari galaksi elips gergasi sehingga saiz Bima Sakti dan kecil galaksi kerdil rapat,
  • interaksi antara pasangan galaksi,
  • Properties kelompok dan kelompok galaksi pada skala yang besar,
  • Rangkaian Angkasa, termasuk struktur berfilamen,
  • turun naik spektrum latar belakang gelombang mikro kosmik,
  • diperhatikan kesan Lensing graviti ramai yang jauh,
  • diperhatikan pemisahan antara kesan-kesan graviti dan kehadiran perkara biasa dalam pertembungan kelompok galaksi.

Dan pada skala kecil galaksi individu, dan skala seluruh alam semesta perkara gelap diperlukan.

Jika anda meletakkan semua ini dalam konteks sepanjang kosmologi, kami percaya bahawa setiap galaksi, termasuk kita sendiri, mengandungi halo meresap besar perkara gelap yang mengelilingi ia. Tidak seperti bintang-bintang, gas dan debu di dalam galaksi kita, yang adalah untuk bahagian yang paling dalam cakera, halo perkara gelap harus sfera, yang bertentangan dengan yang biasa (oleh atom) perkara, perkara gelap tidak "diratakan" apabila anda memerah . Juga, perkara gelap harus padat berhampiran pusat galaksi dan sampai sepuluh kali lebih daripada bintang di galaksi itu sendiri. Akhir sekali, harus rumpun kecil perkara gelap dalam halo masing-masing.

Perkara gelap -

Untuk bermain satu set lengkap pemerhatian yang disenaraikan di atas, dan juga yang lain, perkara gelap tidak mempunyai apa-apa harta, kecuali yang berikut: ia harus mempunyai jisim; ia mesti berinteraksi graviti; ia perlu perlahan-lahan bergerak relatif kepada kelajuan cahaya; ia tidak boleh berinteraksi dengan kukuh sebanyak kuasa-kuasa lain. Segala-galanya. Sebarang interaksi lain sangat terhad, tetapi tidak dihapuskan. Mengapa pemerhatian apabila fizik alam semesta dibuat dengan kelebihan sesuatu jenis zarah biasa - foton, positron, antiprotons - perkara orang pertama bercakap tentang perkara gelap?

Awal minggu ini, sepasukan saintis mengkaji sumber gamma-ray sekitar pulsar, yang diterbitkan keputusan mereka dalam Sains. Dalam kerja-kerja mereka, mereka cuba untuk lebih memahami di mana kita diperhatikan lebihan positron. The positron antipodes elektron biasanya dihasilkan dalam beberapa cara: dengan zarah bersurai konvensional kepada tenaga yang cukup tinggi, atas perlanggaran dengan zarah dan bahan-bahan lain daripada pengeluaran pasangan elektron-positron Einstein formula E = mc 2. Kami mencipta pasangan itu dalam eksperimen fizikal dan dapat memerhatikan penciptaan fizik alam semesta positron secara langsung, dalam mencari sinar kosmik, dan secara tidak langsung, jika carian tandatangan tenaga penghapusan elektron-positron.

Perkara gelap -

Ini tandatangan positronic fizik alam semesta adalah berdekatan dengan pusat galaksi, memberi tumpuan kepada sumber titik, seperti pulsar dan microquasars terletak di sebuah kawasan misteri galaksi kita, yang dikenali sebagai Annihilator Besar, dan sebahagian daripada latar belakang meresap, asal-usul yang tidak diketahui. Satu perkara yang pasti: kami melihat lebih banyak positron daripada yang dijangkakan. Dan ia telah lama diketahui. PAMELA diukur, "Fermi" diukur, AMS di atas kapal ISS diukur. Yang baru HAWC Observatory diukur tenaga yang amat tinggi, karena justru sinar tahap gamma dan menunjukkan bahawa ia amat zarah yang datang dari pulsar purata dipercepatkan. Tetapi, malangnya, ini tidak mencukupi untuk menjelaskan lebihan cerapan positron. Untuk sebab-sebab tertentu, setiap pengukuran positron berlebihan, dengan setiap pemerhatian sumber fizik alam semesta yang ia tidak menjelaskan naratif mengalir ke dalam "kita tidak boleh menerangkannya, jadi untuk menyalahkan perkara itu gelap." Dan ini tidak baik, kerana terdapat banyak mungkin sumber fizik alam semesta yang tidak memerlukan apa-apa eksotik, seperti:

  • Pengeluaran sekunder positron dan gamma-ray zarah yang lain,
  • microquasars atau sesuatu yang lain, menyusukan lubang hitam,
  • adalah sangat kecil atau sangat tua pulsar magnetars,
  • supernew kekal.

Senarai ini tidak adalah muktamad, tetapi ia mewakili beberapa contoh apa yang boleh mewujudkan lebihan ini.

Perkara gelap -

Banyak orang yang bekerja di kawasan ini memilih untuk perkara gelap, kerana ia akan menjadi satu kejayaan, jika perkara gelap memusnahkan dan menghasilkan sinar gamma dan zarah perkara biasa. Ia akan menjadi satu senario impian untuk astrophysicists pemburu perkara gelap. Tetapi angan-angan tidak pernah membawa kepada penemuan utama. Walaupun perkara gelap sering kelihatan penjelasan positron berlebihan, ia tidak lebih mungkin daripada makhluk asing menjelaskan Tabby bintang.

Merujuk kepada penjelasan untuk Brenda Dingus, pengetua penyiasat HAWC, Ethan Siegel menerima komen berikut:

"Tidak syak lagi, terdapat lain-lain sumber positron. Tetapi positron tidak bergerak jauh dari sumber-sumber mereka, dan di sekitar tidak begitu banyak sumber. Kedua-dua calon terbaik ditemui HAWC, dan sekarang kita tahu jumlah positron mereka keluarkan. Kita juga tahu bagaimana positron meresap daripada sumber mereka; perlahan daripada yang dijangkakan. Walaupun kami disahkan oleh sumber yang rapat dengan positron, kita mendapati bahawa positron sangat perlahan-lahan beralih daripada tempat asal mereka, dan oleh itu tidak mewujudkan lebihan positron di dunia. Tidak termasuk satu kemungkinan, kita kemungkinan lain lebih cenderung. Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna bahawa positron mesti datang dari perkara gelap. Kami tidak bermakna ia. "

Perkara gelap -

Ia adalah luar biasa bahawa positron dalam data HAWC menjelaskan hanya 1% positron diperhatikan dalam eksperimen lain menunjuk pada sesuatu yang lain sebagai sambutan pelakunya. Apabila pemerhatian adalah bertentangan dengan idea-idea tradisional kita bagaimana lebihan positron fizik alam semesta, tidak boleh dikecualikan bahawa kes itu boleh dikaitkan perkara gelap. Tetapi ia adalah lebih cenderung bahawa proses fizik alam semesta lain menjelaskan kesan-kesan. Apabila teka-teki muncul dalam bidang sains, semua orang mahu revolusi, tetapi lebih sering mendapatkan sesuatu yang biasa-biasa.