новости космоса
4194 34
07 сентября 2020 16:14:34

Новая модель показывает, как выглядела бы темная материя, если бы была видимой

Как можно увидеть что-то невидимое? Это проблема, с которой сталкиваются астрономы, пытающиеся изучать темную материю. Хотя на эту таинственную субстанцию приходится около 85 процентов от всего количества материи во Вселенной, она не взаимодействует со светом. Поэтому фиксировать присутствие темной материи можно только по ее гравитационному влиянию на свет и другие формы материи. Еще больше сложностей добавляет тот факт, что попытки напрямую обнаружить темную материю на Земле до сих пор ни разу не увенчались успехом.

Несмотря на эту «неуловимость» темной материи, нам кое-что удалось о ней узнать. Нам известно, что она не только темная, но еще и холодная. В результате при формировании сгустков темной материи зарождаются ядра галактических скоплений. Также темная материя формирует гало, окружающие галактики, на которые приходится большая часть массы галактики. Однако до сих пор у нас остается без ответа много вопросов о темной материи, поэтому астрономы постоянно разрабатывают новые модели темной материи, сравнивая затем их с результатами наблюдения и оценивая таким образом точность модели.

Одним из методов моделирования является компьютерное моделирование. Недавно команда астрономов из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, во главе с Дж. Вангом (J. Wang) запустила подробное моделирование космоса, в котором доминирует темная материя, и некоторые из результатов этого моделирования оказались весьма неожиданными. В качестве частицы темной материи команда приняла модель слабо взаимодействующей массивной частицы (ВИМПа) массой порядка 100 масс протона. Моделирование показало, что темная материя формирует гало вокруг галактик, как и при реальных наблюдениях Вселенной. Однако гало при этом формировались не только в галактическом масштабе, но и на всех других масштабах, начиная от небольших гало планетного масштаба и вплоть до массивных гало, окружающих скопления галактик. Эти гало имеют схожую структуру – плотное ядро и диффузную оболочку. Тот факт, что формирование гало наблюдается на всех масштабах, делает этот процесс отличительной особенностью темной материи, отмечают авторы.

Одна из гипотез о природе темной материи предполагает, что при столкновении частиц темной материи формируется гамма-излучение. Для проверки своей модели команда Ванга предлагает оценить соответствие сделанных на ее основе прогнозов об испускаемом гамма-излучении со спектром таинственного дополнительного гамма-излучения, которое было обнаружено недавно со стороны центра Галактики.

Исследование опубликовано в журнале Nature.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
Pupkin-7 · 07-09-2020

И что, была бы именно коричневой :)

2
koftochka137 · 07-09-2020

"команда Ванга предлагает"
Действитльно, все что связано с ТМ - сплошное Вангование

3
JamesWebb84 · 07-09-2020

Моделирование крупных масштабов структуры вселенной уже давало такой рисунок. По сути не важно что конкретно они пытались смоделировать - тёмную материю или светлую материю, да хоть фиолетовую материю, по факту моделировали они равномерное облако частиц, имеющих массу. Вот точки и сложились в точно такой же рисунок, в какой складывались раньше :) Они всегда будут складываться в подобную структуру.

4
graviton68 · 07-09-2020

За окном уже двадцатилетие XXI-го века, а в науке по прежнему царит режим средневековья. В фундаментальной науке полнейший застой. Для ученых как и в былые времена гравитация остается не объяснимой, как и новый домысел безысходности - темная материя. Не объяснимыми остаются войды и многое другое, а век средневековья затянулся на половину тысячелетия. Доступность публикаций в научных журналах нулевая.

5
robert128 · 07-09-2020

graviton,одно мракобесие кругом,скоро еретиков будут на кол сажать

6
tasewg56 · 08-09-2020

А ЧД можно считать одной из категорий ТМ? уж она-то (ЧД) темней некуда...

7
viktorchibis84 · 08-09-2020

«при столкновении частиц темной материи формируется гамма-излучение» -
Я три года твержу, что частицы ТМ могут взаимодействовать только с гамма-квантами. Это следует из симпльной модели этих частиц, размер которых не превышает 0,43 фм. Другие фотоны их просто «не замечают».
Соответственно излучение частиц ТМ м.б. тоже только в гамма-диапазоне, что полностью соответствует модели лопанья симплов. Вот только столкновение частиц «холодной» ТМ (CDM) вряд ли может быть причиной разрушения частиц ТМ. Мой вариант – возбуждение частиц ТМ внешними гамма-квантами, и переизлучение новых гамма-квантов с небольшой потерей энергии.
.
Сомнение вызывает и принятая в модели авторов масса частиц ТМ равная 100 масс протона. Неделю назад опубликованы результаты работы команды Kevork Abazajian, которые на основе данных спутника Fermi исключают диапазон масс от 10 до 1000 масс протона из потенциального диапазона масс частиц ТМ. На основе симпльного анализа, масса частиц ТМ равная 100 масс протона тоже не возможна. В этом случае частицы ТМ д.б. представлять собой блок из 12000 осциллированных тау-симплов, что маловероятно, даже при температуре 2,7 гр. К (не говоря уж про 3000 гр. К). Скорее всего частицы ТМ представляют собой блок из 40 осциллированных тау-симплов (как при «сборке» реликтовых нейтронов). В этом случае их масса д.б. порядка 1/3 массы протона.

8
dengess1-6 · 08-09-2020

Виктор, я тоже не сторонник такой массы. Но если гипотетически предположить рождение таких частиц в момент БВ?
Могло ли хватить давления и температуры в гипотетическом ядре Сверхновой Вселенной для возникновения столь тяжёлых ядер, которые могли бы сразу распастся, но может быть не все?

9
JamesWebb84 · 08-09-2020

viktorchibis, нет нет нет! Как это так ТМ может взаимодействовать с гамма излучением? Тогда почему до сих пор тёмная материя остаётся тёмной материей? Если бы всё было так просто, эту тёмную материю уже давно бы изучали.

10
viktorchibis84 · 08-09-2020

Дмитрий, в «момент БВ» из образовавшихся симплов, благодаря мощным магнитным полюсам на торцах спиралек симплов, могут собираться любые довольно крупные блоки и агрегаты блоков (вот, например, бозон Хигса в LHC «слепили»). Но весь вопрос в устойчивости этих блоков и агрегатов. Единственным относительно устойчивым агрегатом являются реликтовые нейтроны, которые в дальнейшем могут трансформироваться в «стандартные» протоны и нейтроны, из которых состоят ядра атомов. Устойчивыми массовыми блоками являются попарно соединенные бублики мю-симплов и тау-симплов с противоположными эл. зарядами, которые образовались с большим избытком, в шесть раз больше количества, необходимого для образования реликтовых нейтронов, и которые за счет наличия более слабых магнитных моментов у бубликов могут осциллировать и объединяться в более крупные блоки максимум по 20-21 пар (и то за счет дополнительного магнитного поля спиралевидных блоков-кварков, которые на себя их и «нанизывают»). Других устойчивых более крупных блоков и агрегатов образоваться не может – не позволяет высокая кинетическая энергия перегретой среды. Перегрев возникает, кстати, не за счет кинематики БМ (её просто нет, все симплы образуются статическими, на том месте пространства, где находился виртуальный фотон, из которого они образовались), а за счет перезаряженности образовавшихся симплов-спиралек магнитными и электрическими зарядами (потенциальная энергия), вступившими в бурное взаимодействие, и как следствие породившими соответствующую высокую кинетическую энергию. Ну а любые кратковременно живущие блоки, конечно, образуются и тут же распадаются в достаточном количестве. Всё что в конечном счете не попадает в реликтовые нейтроны и частицы ТМ – аннигилирует.

11
viktorchibis84 · 08-09-2020

JamesWebb (9), Вы не учитываете несколько обстоятельств.
Во-первых, гамма-квантов во Вселенной «путешествует» гораздо меньше, чем фотонов других диапазонов. Основная масса гамма-квантов рождается в ядерных реакциях внутри звезд, и выбираются наружу годами, через массу столкновений с другими ядрами и переизлучения с потерей энергии и превращением в фотоны рентгеновского и более низких диапазонов. А эти «друзья» с частицами ТМ взаимодействовать не могут. Есть ещё, правда, сверхновые, гамма-всплески, и др. локальные источники, но гамма-кванты от них мы наблюдаем по линии распространения, и если там по дороге было столкновение с частицами ТМ, то переизлученные гамма-кванты «теряются» в общей массе наблюдаемого гамма-излучения.
Искать надо гамма-кванты, по линии прихода которых нет никаких точечных источников. И десять лет назад такое «дополнительное гамма-излучение» было обнаружено со стороны центра нашей галактики, где находится большинство источников гамма-излучения на один телесный угол. См. последний абзац статьи – «Для проверки своей модели команда Ванга предлагает оценить соответствие сделанных на ее основе прогнозов об испускаемом гамма-излучении со спектром таинственного дополнительного гамма-излучения таинственного дополнительного гамма-излучения, которое было обнаружено недавно со стороны центра Галактики».
Было предположение, что это излучение связано с аннигиляцией частиц ТМ. Но данная проверка уже сделана. Та же самая команда ученых во главе с Геворком Абазаджяном (Kevork Abazajian), профессором физики и астрономии Калифорнийского университета, отвергла такую интерпретацию.
Как я уже писал, на мой взгляд, это излучение связано с ТМ, но не с аннигиляцией или столкновением частиц ТМ, а с взаимодействием этих частиц со сторонними гамма-квантами и переизлучением новых гамма-квантов. Для строгого доказательства этого нужны дополнительные эксперименты на спектральном уровне.

12
JamesWebb84 · 08-09-2020

viktorchibis, если, как утверждает современная наука, мы находимся в плотном сгустке тёмной материи, то частицы этой самой неизвестной материи, находятся непосредственно рядом с нами. Что мешает нам при помощи гамма излучения обнаружить их и каким-то образом изучить, если уж они взаимодействуют меж собой?

13
viktorchibis84 · 08-09-2020

JamesWebb, частицы ТМ взаимодействуют между собой в основном гравитационно. Данное взаимодействие внутри изотропного «сгустка ТМ» нивелируется (Leonid расскажет почему).
Про взаимодействие с гамма-излучением я схему изложил. Как эту схему задействовать в каком-то эксперименте? Предложите схему данного эксперимента.

14
Leonid3182 · 08-09-2020

Сто масс протона эквивалентно всего-то 100 Гэв, ускорители давно измеряются в Тэв, так что если бы ТМ была представлена тяжёлыми ВИМПами, да и вообще любыми частицами, их нашли там среди ливня рождающихся частиц. Ведь их в шесть раз по массе больше, значит вероятность возникновения из энергии тоже больше.
Нет кандидатов на ТМ в микромире частиц, уж слишком противоречивые свойства должны быть . Да и в макромире тоже не наблюдается. Может поискать в свойствах пространства :-)))

15
postoronnim_-2 · 08-09-2020

Интересно, а на ТМ и ТЭ распространяется постулат об эквивалентность энергии и массы?..
Касаемо поисков свойств в пространстве, то стоит на сей предмет и время потрогать за вымя...

16
Leonid3182 · 08-09-2020

postoronnim_, а почему нет? Конечно распространяется, как и другие соотношения, за исключением электромагнитных :-))

17
graviton68 · 09-09-2020

Leonid3, А для меня ТМ объясняется без проблем.

18
viktorchibis84 · 09-09-2020

Leonid (14), по Вашей логике частицы ТМ д.б. ещё тяжелее и соответствовать энергиям ещё не достигнутым в ускорителях. Официальная физика так и рассуждает, добиваясь финансирования создания всё более и более мощных ускорителей. Это упрощённый подход.
На самом деле идти надо не вверх, а вниз, и искать и моделировать прачастицы. А уж потом моделировать процессы образования из них всех «элементарных» и составных частиц. С этой точки зрения Ваше «Может поискать в свойствах пространства» - в принципе правильный подход. Только надо учитывать, что на этом пути есть своя этапность: (1) кванты пространства → (2) виртуальные фотоны → (3) +супермощное магнитное поле → (4) симплы, 5 видов → (6) «элементарные» и составные частицы. Если не учитывать этого, то получаются или холостые выстрелы LHC, или «Теория струн».
Технически это означает, что гнаться надо не за увеличением кинетической энергии частиц, а «бить» по пустому пространству супермощным магнитным полем.
В первом случае мы разрушаем большие симплы, превращая их или в «шлак» (эл. нейтрино и фотоны), или в короткие симплы, из них могут образоваться только электроны, позитроны и мю-нейтрино (из стабильных частиц), или виртуальные (короткоживущие) блоки симплов. Во втором случае мы потенциально можем генерировать весь спектр симплов и условия образования всех частиц. Правда для этого нужны супермощные магнитные поля, вряд ли достижимые в ближайшее время. Остаётся астрофизика и создание всё более мощных «микроскопов», чтобы разглядеть все эти процессы там.

19
Bong97 · 09-09-2020

Это еще что, вот как увидеть несуществующее...
а ведь вот оно, отсутствие чего бы то ни было, повсеместно,
называемое космической пустотой и через это считающееся бесконечным, запутывая совсем уже мозги.. :))

20
Leonid3182 · 09-09-2020

viktorchibis, с "прачастицами" это не ко мне :-))
{После пункта 2 в комментарии 18 тёмной материи (не видимой в электромагнитном спектре) не существует в принципе.}

21
viktorchibis84 · 09-09-2020

Leonid, Вы утрируете причино-следственную картину. По-Вашему получается, что, если промежуточные или составные элементы какой-то структуры имеют электро-магнитные свойства, данная структура тоже обязательно должна иметь электро-магнитные свойства. А как же тогда быть с нейтральным веществом, которое однозначно состоит из электронов и протонов, но никаких зарядов не имеет и в электро-магнитном взаимодействии не участвует. И даже если спуститься на уровень частиц, то вспомните про электрон-позитронные пары. Вот и частицы ТМ состоят из осциллированных пар симплов, имеющих противоположные заряды. Суммарный заряд большинства частиц ТМ равен нулю, и с большинством фотонов они не взаимодействуют. Взаимодействие ТМ с гамма-квантами потенциально уже открыто, только требует дополнительных доказательств.

22
Leonid3182 · 09-09-2020

viktorchibis, при столкновении НЕЙТРАЛЬНЫХ атомов, или даже при колебании НЕЙТРАЛЬНОГО атома (или связанной группы НЕЙТРАЛЬНЫХ атомов при сверх низких температурах), излучаются фотоны (электромагнитные волны), то самое тепловое излучение, которое мы ВИДИМ и всё потому, что они состоят из частиц имеющих электрический или магнитный момент (заряд).
Полагаю, что всё состоящее из чего-либо имеющего электрические, или магнитные, или электромагнитные свойства, просто обязано быть видимым в электромагнитном диапазоне (кроме одиноких ЧД по известной причине).
;-)

23
viktorchibis84 · 09-09-2020

Leonid, тепловое и прочее электромагнитное излучение – это результат прежде всего наличия в нейтральных телах отдельных зарядов, подверженных тем или другим колебаниям. А теперь представьте – заменяем все электроны на электрон-позитронные пары, а все протоны на протон-антипротонные пары. Получаем, что колеблются уже нейтральные объекты → В результате никакого электромагнитного излучения НЕ БУДЕТ.

24
Leonid3182 · 09-09-2020

viktorchibis, ну так заменяли уже и создавали новый элемент -- позитроний с позитроном вместо протона. Атом водорода и атом позитрония имеют одинаковый спектр, та же альфа линия на волне 121 нанометров (с тонкими различиями связанных с квантовыми свойствами обоих лептонов). Ну и атом водорода тоже нейтрален, тем не менее излучает и поглощает электромагнитные волны.

25
Leonid3182 · 09-09-2020

А вот атом из протона--антипротона наверное не состоятелен, во всяком случае я не слышал о таких экспериментах :-(

26
viktorchibis84 · 10-09-2020

Leonid, Вы неправильно поняли мой ком.23. Речь шла о замене электронов на ЭПП, и для равновесия заряда протонов на ПАПП. Это мысленный эксперимент по моделированию возможной структуры частиц ТМ, объясняющей отсутствие их ЭМ-взаимодействия.

27
Leonid3182 · 10-09-2020

viktorchibis, ну да, и получим немедленную аннигиляцию по излучению от которой сразу догадаемся -- здесь была ТМ :-))
Нет, всё, что имеет в составе заряд, будет реагировать с электромагнитными волнами, т. е. видимо в них.

28
viktorchibis84 · 10-09-2020

Leonid, Вы что в существование электрон-позитронных пар не верите?
Почему же они не аннигилируют?
Вы забываете, что в уравнениях, стоящих за диаграммами Фейнмана, есть дополнительное слагаемое в виде энергии, которое в разных условиях (диапазонах, а точнее процессах) дает совершенно разные результаты.
.
Собственно говоря, в этом и заключается миссия ST и KST – показать, что все материальные объекты на всех уровнях состоят их заряженных (квадрупольных) элементов. При этом внешнее проявление свойств этих объектов может быть совершенно разным.

29
JamesWebb84 · 10-09-2020

postoronnim_, тёмная энергия не является энергией. Это просто красивое название непонятного явления (расширения Вселенной).
Да и тёмная материя тоже не факт, что материя. Может быть это неизвестное для людей свойство пространства-времени. Почему-то зациклились на поиске частицы тёмной материи, а её может и не быть.

30
Leonid3182 · 10-09-2020

viktorchibis: -- "..в существование электрон-позитронных пар не верите.." -- это не вопрос веры, но знания, вот цитата из не прочитанного вами поста № 24 : "Атом водорода и атом позитрония имеют одинаковый спектр"

31
postoronnim_-2 · 10-09-2020

"JamesWebb, тёмная энергия не является энергией... Да и тёмная материя тоже не факт, что материя. Может быть это неизвестное для людей свойство пространства-времени".
Именно об этом и речь.

32
viktorchibis84 · 10-09-2020

Leonid, раз Вы настаиваете, давайте поговорим о спектрах водорода и позитрония (который Вы отождествляете со всеми видами ЭПП, по ST это не так, но это отдельный разговор).
Спектр водорода рассчитывается по формуле Ридберга, которую Вы отлично знаете и не один раз здесь приводили. Это целая серия резонансных линий начиная со 1216 А и выше.
Спектр же распада позитрония на два гамма-кванта имеет форму линии соответствующей длине волны 0,024 ангстрема, которому соответствует энергия каждого из квантов 511 КэВ.
И где же Вы увидели совпадение спектров? Или я что-то перепутал?
.
Кстати, именно из этих данных на основе анализа данных европейского космического гамма-телескопа INTEGRAL, выполненного группой ученых под руководством Юргена Кнодлседера (Jurgen Knodlseder) из Центра исследований космического излучения в Тулузе, Франция, построили наиболее детальную картину галактического излучения на частоте 511 КэВ, которая фактически отражает особенности распределения позитрония в нашей Галактике. Оказалось, что его количество в центральной области Галактики в пять раз больше, чем в диске Галактики и его спиральных рукавах. Еще более интригующим является тот факт, что в центральной области Галактики до сих пор не обнаружено точечных источников гамма-излучения. Это означает, что позитроны равномерно заполняют эту область пространства, так что в ней каждую секунду аннигилирует около 15 миллиардов тонн материи. Наличие небольшого количества позитронов в галактическом диске вполне понятно — это процессы бета-плюс распада изотопов алюминия и титана, которые являются продуктами остатков сверхновых звезд, то источник столь интенсивного и, главное, сферически симметричного гамма-излучения в центре Галактики является загадкой. Расчеты показали, что ни один из 40 известных науке объектов, порождающих позитроны — таких как пульсары, черные дыры, остатки сверхновых, области звездообразования, сверхмассивные звезды, космические лучи, и т.д. — не может обеспечить наблюдаемую интенсивность аннигиляционных процессов позитрония в центральной области Галактики.
Основная гипотеза предполагает существование в Галактике темной материи. Так, астрофизики из Оксфордского университета, Великобритания, полагают, что наблюдаемое гамма-излучение является результатом аннигиляции частиц темной материи. Руководитель оксфордской научной группы Селин Бем (Celine Boehm) считает, что аномально мощное гамма-излучение из центра Галактики может явиться весомым фактором в пользу разрешения одного из наиболее острых вопросов современной астрофизики.
PS: Я не стал ставить кавычки, слишком сильно я сократил материал последнего абзаца.

33
Leonid3182 · 11-09-2020

viktorchibis, спектр излучения / поглощения позитрония такой же, как спектр атома водорода и не надо его путать с энергией аннигиляции.
Позитроны кучами возникают при столкновении частиц с высокими энергиями между собой или с квантами электромагнитного излучения и в природе и в ускорителях, что вовсе не означает формирование ими атомов позитрония. Наличие упомянутого излучения 0.511 МЭВ тоже не означает исключительно аннигиляцию позитрония, вполне можно обойтись и без него :-))

34
viktorchibis84 · 11-09-2020

Согласен, пока все указанные модели (в т.ч. мои) и имеющиеся экспериментальные данные жёстко не стыкуются. Подождем развития теоретической мысли и новых экспериментов.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!