• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
25 июня
Александр Березин
6
2 784

Астрофизики попытались оспорить объяснение темной материи через черные дыры

4.5

Поиски частиц темной материи, стоившие миллиарды долларов, кончились ничем, отчего уже несколько лет набирает популярность другая идея: «невидимую материю» составляют черные дыры. Однако авторы нового исследования отрицают такое объяснение, создавая массу новых вопросов.

Схема гравитационного микролинзирования удаленного объекта черной дырой в представлении художника / © Wikimedia Commons

Основная часть массы Вселенной состоит из невидимой темной материи. О ее существовании астрономы узнали, когда выяснили, что края галактических дисков повсеместно вращаются так же быстро, как их центральные области. С точки зрения гравитации это немыслимо — скажем, планеты Солнечной системы вращаются тем медленнее, чем они дальше от Солнца, — если только края галактических дисков не раскручивает какая-то огромная темная масса. В начале XXI века лидирующими кандидатами на ее роль были вимпы и другие гипотетические частицы.

Но наблюдения последних лет показывают, что темная материя не может состоять из частиц: в этом случае те неизбежно создавали бы трение при столкновении скоплений галактик, отчего скопления при столкновениях эффективно тормозились. На практике (например, в скоплении галактик Пуля) такого торможения не наблюдается. Наконец, не принесли никаких плодов и десятки лет поисков вимпов на самых разных ускорителях, включая БАК.

Поэтому, как ранее отмечал Naked Science, появилось иное объяснение проблемы темной материи. Его сторонники предполагают, что она состоит из черных дыр, собранных в плотные шаровые скопления черных дыр, почти лишенные звезд. На это же, как отмечает в своих работах физик Николай Горькавый, указывают данные гравитационно-волновой обсерватории LIGO, с 2015 года обнаружившей волны от слияния как минимум 90 черных дыр умеренной массы. Десять слияний в год только в окрестностях Земли — очень большая величина, которую нельзя объяснить без высокой концентрации во Вселенной пока не найденных астрономами черных дыр.

В новой научной работе, вышедшей в журнале Nature (полный текст), польские астрономы попытались оспорить идею о том, что темная материя состоит в основном из черных дыр. Исследование на том же материале практически одновременно опубликовали в The Astrophysical Journal Supplement Series.

Авторы новых работ использовали наблюдения за гравитационным микролинзированием. Так называют искажение фоновых объектов в момент прохождения между ними и Землей какого-то массивного объекта — например, черной дыры. Ученые учли данные наблюдений более чем 76 миллионов звезд галактики Большое Магелланово Облако (примерно 1% от всех ее звезд) за последние два десятка лет.

Затем исследователи рассчитали, сколько микролинзирующих событий астрономы наблюдали бы в случае равномерного распределения черных дыр разных масс за границами диска нашей Галактики. Получилось, что если 100% темной материи состоит из черных дыр в 10 масс Солнца, то микролинзирующих событий в их наблюдениях должно быть 258. А если из ЧД в 100 масс Солнца, то «микролинз» нашли бы 99.

Однако на практике автоматизированный и ручной поиск дали всего 13 микролинзирующих событий, меньше одного на пять миллионов отслеживаемых звезд. Это не просто очень малое событие, но и в теории вполне объяснимое обычными звездами Млечного Пути и Большого Магелланова Облака.

Слева: ожидаемое число случаев микролинзирования звезд Большого Магелланова Облака. Справа: реально наблюдавшееся в проекте OGLE / © Wikimedia Commons

В связи с этим исследователи постулируют, что массивные ЧД (под такими понимают ЧД в 10 масс Солнца и более) могут составлять не более нескольких процентов от всей массы темной материи во Вселенной. Даже если посчитать черные дыры с массой до 860 солнечных, они могут дать не более 10% темной материи. Да и более крупные ЧД вовсе не могут претендовать на эту роль.

К сожалению, авторы ограничились разбором черных дыр, равномерно распределенных в окрестностях галактик, — гипотезы, возникшей десятки лет назад и уже приличной устаревшей. При этом ученые не затронули весьма популярную группу теорий, о которой говорится выше: что черная материя состоит из плотных шаровых скоплений черных дыр.

В таком случае количество микролинзирующих событий должно быть довольно малым. Если одно такое скопление состоит из тысячи и десятков тысяч ЧД, то «микролинз» в исследованной астрономами выборке может быть всего несколько.

Между тем ранее в 2024 году уже сообщалось об открытии шарового скопления, почти лишенного звезд, но довольно массивного. Речь идет о Большой Медведице III — скоплении из 60 звезд, суммарной массой в 16 солнечных. Его общая масса не ниже 74 000 солнечных, что явно указывает на доминирование темной материи в составе. Поскольку астрономы-наблюдатели, как правило, не в курсе последних теорий о природе темной материи, они классифицировали этот объект как «карликовую галактику», ведь у обычных шаровых скоплений гало из темной материи, в рамках гипотезы вимпов, существовать не может.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 12:09
Татьяна

Ученые из Китая проанализировали состав древнейших цирконов с помощью машинного обучения. В этих минералах хранится информация о процессах в недрах планеты. По мнению авторов нового исследования, все указывает на то, что перемещения плит в литосфере происходили уже в катархее, 4,2 миллиарда лет назад, то есть гораздо раньше предыдущих оценок.

Вчера, 12:45
Татьяна

Открытая недавно планета LHS 1140 b заинтересовала ученых как потенциально обитаемая. В новой работе канадские исследователи подтвердили, что это, скорее всего, мир с теплым океаном, окутанным насыщенной азотом атмосферой.

Позавчера, 19:14
Дарья Г.

За 13 миллиардов лет своей истории наш Млечный Путь поглотил как минимум шесть других галактик, а скорее всего, больше десяти. И вот ученые нашли «замерзшее во времени» ядро одной из них — черную дыру средней массы.

Позавчера, 12:09
Татьяна

Ученые из Китая проанализировали состав древнейших цирконов с помощью машинного обучения. В этих минералах хранится информация о процессах в недрах планеты. По мнению авторов нового исследования, все указывает на то, что перемещения плит в литосфере происходили уже в катархее, 4,2 миллиарда лет назад, то есть гораздо раньше предыдущих оценок.

8 июля
Полина Меньшова

Ученые из Великобритании предложили психофизиологическую модель, объясняющую, как именно физические упражнения облегчают симптомы депрессии. Особенно она применима к аэробной нагрузке, например ходьбе, подъему по лестнице, бегу.

9 июля
Татьяна

Если человек не может однозначно интерпретировать какое-то визуальное явление, у него возникает желание рассмотреть его получше. Американские ученые впервые продемонстрировали, что происходит в этот момент в мозге.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментариев
Андрей Феденюк
2 недели назад
-
0
+
Забавно, что здесь трут комменты с упоминанием великого и ужасного НГ :) Ну-ка посмотрим, сколько мой коммент здесь продержится :)
Андрей Сурин
2 недели назад
-
0
+
Первый абзац материала в этой новости продублирован под шапкой. Целиком он туда не влез, так что получился красивый байт.
Виктор Ларионов
2 недели назад
-
0
+
> Речь идет о Большой Медведице III — скоплении из 60 звезд с массой в 16 солнечных [каждая?]. Его общая массой[а] не ниже 74 000 солнечных, что явно указывает на доминирование темной материи в составе.
Григорий Гашников
2 недели назад
-
1
+
Тогда замена "тёмной материи" на шаровые скопления ЧД подталкивает к мысли о цикличности "большого взрыва" как явления, которое рождает видимую материю?
    Его Тень
    2 недели назад
    -
    -1
    +
    Григорий,любая цикличность продолжает своё явление но не рождает и не создаёт материю.Вот, например существуют сотни верований и религий но только Всевышний Создатель является моим Богом. Я подчиняюсь Его Тени ббратья .ВОССЛАВИМ.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно