2021/04/23 18:08:36

Тёмная материя

Звезды и межзвездное вещество — это всего лишь 5% во Вселенной, а около 95% — это то, что невозможно обнаружить никакими наблюдениями, темная материя и темная энергия. По оценкам ученых на 2021 г, из них примерно 68% — это темная энергия, которая отвечает за ускоренное расширение Вселенной. Еще 27% — темная материя, существование которой было выведено из наблюдения, что обычной материи в галактиках, включая Млечный путь, намного меньше, чем требуется гравитации для удержания галактик вместе. Темную материю нельзя обнаружить никакими существующими сейчас приборами. Аргументы в пользу ее существования убедительны, потому что они получены из астрофизических и космологических наблюдений, проведенных в разных масштабах и в разное время в нашей Вселенной. «Темная» — потому что субстанция пока неизвестная, невидимая. Однако ученые не останавливаются и продолжают ее искать.

Содержание

2023: В Китае построили самую глубокую в мире лабораторию по поиску темной материи
2021: Темная материя плотнее чем думали — это поможет в ее поисках
Космос и спутниковые системы
Примечания

Скопление галактик Пуля — прямое эмпирическое доказательство существования темной материи. Комбинированный снимок телескопов «Хаббл» + «Чандра». Изображение: Clowe D. et al.

2023: В Китае построили самую глубокую в мире лабораторию по поиску темной материи

В начале декабря 2023 года в Китае заработала самая глубокая в мире лаборатория по поиску темной материи — гипотетической формы материи, которая не участвует в электромагнитном взаимодействии. Исследовательская площадка под названием China Jinping Underground Laboratory находится на глубине приблизительно 2400 метров под горой Цзиньпин в юго-западной китайской провинции Сычуань. Подробнее здесь.

2021: Темная материя плотнее чем думали — это поможет в ее поисках

В начале 2021 г стало известно, что исследователи из Сассекского университета смогли сузить диапазон масс, в котором могут находиться составляющие тёмную материю частицы. Чтобы точнее вычислить пределы массы частиц, исследователи предположили, что на темную материю воздействует одна лишь сила — квантовая гравитация^[1].

Таким образом, авторы работы впервые в научном мире использовали знания о квантовой гравитации для расчета диапазона масс темной материи. Квантовая гравитация — это область исследований, которая пытается объединить две концепции Эйнштейна: квантовую физику и общую теорию относительности гравитации.

Исходя из своего предположения, исследователи подсчитали, что частицы темной материи имеют массу от 10^-3 эВ до 10^7 эВ (электронвольт). Раньше предполагалось, что этот диапазон составляет от 10^-24 эВ до 10^19 ГэВ, то есть субстанция оказалась гораздо плотнее, чем думали ученые.

Нижняя граница массы вычислялась, исходя из возможности действия на частицы неизвестной силы, а верхняя — из времени жизни частиц-кандидатов на роль темной материи. Раньше предполагалось, что темная материя может быть сверхлегкой или сверхтяжелой, но получается, что эти теории неверные, если, конечно, на нее не воздействует некая еще неизвестная науке сила.

Это открытие поможет ограничить область поиска темной материи, но также ученые смогут выявить существование во Вселенной неизвестной пятой силы (конечно, если она существует).

Принято считать, что в настоящее время во Вселенной действует четыре основные силы — фундаментальные взаимодействия: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Обнаружение неизвестной пока пятой силы может даже послужить толчком к открытию новой области физики для ее изучения.

Уточнение диапазона масс исключает теорию, согласно которой один из кандидатов на роль частиц темной материи — вимпы, гипотетические слабовзаимодействующие массивные частицы (последние чувствительные эксперименты ограничили массу вимпов диапазоном от 10^10 до 10^12 эВ).