ASTRONET - ceea ce este ascuns în masă

greutate ascunse (sau altă materie întunecată) este o substanță de natură necunoscută care Vzaimodeytsvie substanță obișnuită (vizibil) substanțial numai de forțele de atracție. Știm din observațiile astronomice că cea mai mare parte materia obișnuită din univers este concentrată în stele. care sunt observate de radiațiile. O mică parte din substanța există sub forma unui gaz rarefiat galactic interstelar și praf.

Cu toate acestea, după cum sa dovedit, de masă materia întunecată este de multe ori mai mult decât de obicei. Este o adevărată provocare pentru cunoașterea umană: în pragul secolului XXI nu avem nici o idee despre ceea ce constituie substanța, cea mai mare parte umple universul!

Cum a aparut ideea din materia invizibilă pentru noi? Pentru prima dată despre masa ascunsă vorbit în anii '30 ai secolului al XX-lea, când astronomul elvețian Zwicky. masurarea vitezei redshift de-a lungul liniei de vedere al unui grup de galaxii Coma constelației Berenices. Am descoperit ca galaxii viteza in acest grup (minus roșu cosmologic schimbare cluster ca întreg) reprezintă masa cluster, care este de zeci de ori mai mare decât greutatea determinată de raportul dintre masa luminozitate (adică aparent substanță). Zwicky a prezentat o ipoteză îndrăzneață că roiului de galaxii este prezent invizibil materie, întunecată, care se manifestă prin viteze mari de circulație galaxii.

De atunci, ipoteza existenței substanței invizibile folosite pentru a explica o serie de observații astronomice. În primul rând, este nevoie de materie întunecată pentru a explica rotația stelelor în orbitele lor în discurile de galaxii spirala. În cazul în care întreaga masă au fost concentrate la nablyudaenmyh stele, vitezele orbitale ale stelelor în părțile exterioare ale galaxiilor ar fi scăzut odată cu creșterea distanței de la centru spre margine. Cu toate acestea, acest lucru nu este atât de așa cum se arată prin mijloace optice și radio, în cele mai multe cazuri de disc stea viteza de rotație și gazul în jurul centrului de galaxii sunt aproape independente de distanța de la centru și, în plus, uneori crește. Același fenomen se observă în galaxia noastră. Pentru a explica acest comportament al mișcărilor de stele trebuie să-și asume prezența materiei întunecate non-luminos, care se extinde până la zece ori galaxii frontieră mai vizibile (așa-numitele halouri întunecate ale galaxii). De obicei, masa haloului întuneric este de zece ori mai mare decât masa tuturor stelelor vizibile din galaxie. Tipice spirale gigant de masă de tip Calea Lactee este egal cu 10 decembrie> mase solare. în timp ce substanțele în stele de zece ori mai puțin.

În 70-e. odată cu apariția de raze X astronomie extraatmospheric gaz fierbinte intergalactica a fost detectată. pregnantă în special în clustere galactice. Temperatura lui a fost de ordinul a câteva milioane de grade. Temperatura acestui gaz este sensibil la potențialul gravitațional. în kotorm este gaz și, prin urmare, la greutatea totală a materialului, care este o sursă de potențial. Primele rezultate ale observațiilor cu raze X ale gazului fierbinte în clustere galactice au confirmat în mod independent prezența aglomerărilor studiate materie întunecată.

O altă indicație directă a masei lipsă a fost obținută în studiul grupului local de galaxii circulație în spațiu. Viteza de deplasare a grupului local în ansamblu a fost măsurată prin efectul Doppler cu privire la radiația microundelor relicvă a Universului și a fost de aproximativ 630 km / s. La mijlocul anilor '80, dupa o misiune foarte mare succes în infraroșu Space Observatory IRAS. era clar că viteza de deplasare a grupului local în spațiul direcționat către numărul relativ „exces“ de galaxii (cum era de așteptat, din cauza legii atracției universale mare exces de greutate va atrage galaxii de trafic din jur și grupuri de galaxii). În acest caz, viteza măsurată indică, de asemenea, prezența masei ascunse!

Descrisă (și altele) observații indică cu tărie că universul este umplut substanta cea mai mare parte invizibil de natură necunoscută, care se manifestă doar prin interacțiunea gravitațională. Acest material formează halouri galactice extinse și umple spațiul dintre galaxii, concentrându-se la clustere de galaxii.

Ce se poate spune despre natura substanței? Această întrebare este departe de a fi rezolvată, nu este clar dacă lipsă stabilit masa particulelor elementare unele nu sunt observate, sau constă dintr-un masiv de obiecte alungite. Acestea din urmă pot include „tampoanele“ ale unei substanțe cu o masă de mase 10 -8 solare. invizibil planeta Jupiter tip cu mase de aproximativ o miime de mase solare, sau chiar o gaură neagră cu o masă de 100 soare. Aceste obiecte pot fi invizibile sau „resturi“ rămase din epoca formării galaxiilor sau rămășițe ale evoluției stelare. existentă până la formarea galaxiilor.

Trebuie remarcat faptul că, în prezent problema de masă a fost ascunsă dincolo de astronomia observațională. Faptul este că, în conformitate cu teoria modernă a universului fierbinte. barionii maxime admisibile de densitate (protoni și neutroni) care constituie cea mai mare parte a substanței vizibile și formate în stadii incipiente de evoluție. Nu este mai mult de 10% din densitatea la care universul devine închis (așa numita densitate critică). Conform conceptelor moderne, densitatea totală a materiei din univers nu ar trebui să difere foarte mult de critică - deci trebuie să presupunem existența oricărei masă suplimentară, nebarionică, sau să se presupună că spațiul gol (vid), se contribuie la densitatea totală (așa-numita constantă cosmologică), sau am ambele. O astfel de masă ascuns nebarionică ar consta din particule mici, cu o masă de repaus (în milioane de ori mai mare decât masa electronului în repaus), a căror existență urmează din teoria particulelor elementare. Căutarea unor astfel de particule este puternic menținut în cele mai puternice acceleratoare. dar acestea nu au reușit până acum.

Să adăugăm, cu toate acestea, că observațiile din materia luminoasă este că vom vedea doar o mică o zecime sau chiar o sutime de materie nebarionică, adică, în univers există un tip de obiect natura ascunsă nebarionică de pitici întunecate sau Jupiter. pe care le-am menționat deja mai sus.

Cele mai recente date ale microlentilelor gravitaționale a milioane de stele, în nori Magellanic au descoperit deja mai multe evenimente kotrorye pot fi asociate cu obiectele întunecate în haloul galaxiei noastre. Cu toate acestea, este dificil de a evalua definitiv vkald aceste obiecte în masă de materie întunecată. Studierea efectelor microlentilelor gravitaționale, detectarea sensibilă a gravitante invizibile obiecte cu mase variind de la 10 la 10 -8 3 mase solare, oamenii de știință speră să-și verse nouă lumină asupra problemei fascinantă și misterioasă a materiei întunecate în galaxia noastră și în univers.