Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
«Толстяк» в два квадриллиона масс Солнца нанес удар по теории темной материи
До недавних пор темную материю представляли как особые невидимые «холодные» частицы — вимпы. Однако недавно открытое астрономами гигантское событие выглядит несовместимым с ней. А вот гипотезы, предлагающие принципиально иные решения, получили дополнительный импульс.
В последние десятилетия стандартной космологической моделью была Лямбда-CDM (ΛCDM), где CDM означает холодную темную материю. В рамках нее эффекты, которые оказывает темная материя на галактики и все остальное, объясняются тем, что она состоит из неких невидимых и пока необнаруживаемых частиц, взаимодействующих с обычной материей только через гравитацию.
У этой модели достаточно давно — несколько лет как — есть серьезные проблемы: она плохо стыкуется с последними наблюдениями за Вселенной. Одной из таких проблем стало столкновение в скоплении галактик Пуля, свет от которого шел до Земли 3,7 миллиарда лет.
Дело в том, что темная материя, состоящая из неизвестных частиц, все-таки не может состоять из частиц, которые совсем не взаимодействуют между собой. А при наличии такого взаимодействия столкновение галактик — каждая из которых погружена в массивное гало из темной материи — должно эффективно замедляться трением. Вероятность того, что скопления галактик могут сталкиваться с параметрами Пули, относительно невелика. Поэтому еще в 2015 году ряд исследователей отметили, что открытие других скоплений со сходной высокой скоростью столкновения создаст серьезный вызов для теории холодной темной материи, состоящей из вимпов.
Так в фокус внимания астрофизиков попала ситуация вокруг Эль-Гордо («Толстяк») — крупного скопления галактик, свет от которого шел до Земли семь миллиардов лет. Международная группа ученых опубликовала в The Astrophysical Journal работу с подробным разбором ситуации с «Толстяком».
Авторы напомнили, что более ранние попытки оценить совместимость «Толстяка» с моделью Лямбда-CDM опирались на недостаточно точные данные то по массе скопления, состоящего из двух сливающихся субскоплений, то по скорости, с которой сливаются эти субскопления. Это исследование базируется на обновленных данных: в частности, массу «Толстяка» за счет слабого искажения им света более далеких галактик уточнили до 2,1 квадриллиона масс Солнца.
Чтобы понять, может ли скопление такой массы и наблюдаемой скорости слияния быть совместимым с ΛCDM, физики построили ряд моделей, опирающихся на Лямбда-СDM и пытающихся сгенерировать скопление галактик с параметрами Эль-Гордо. Оказалось, это чрезвычайно сложно.
Скорость столкновения частей Эль-Гордо между собой — более 2500 километров в секунду. В то же время уже при скорости соударения в 2300 километров в секунду статистическая значимость расхождения между параметрами «Толстяка» и моделью ΛCDM превышает пять сигм.
Иными словами, уже для 2300 километров в секунду вероятность существования Эль-Гордо во Вселенной, где работает ΛCDM, — не выше 0,0001%. Это очень низкая величина: в физике считается, что уровень в пять сигм означает доказанность того или иного тезиса статистически. Для скоростей наблюдаемого уровня (повторимся, они выше 2500 километров в секунду) статзначимость вывода работы еще выше. То есть реальный Эль-Гордо несовместим с ΛCDM на уровне даже выше пяти сигм.
Проблемой тут можно назвать не только высокую скорость столкновения. Сам факт наличия во Вселенной семь миллиардов лет назад настолько массивного скопления галактик тоже крайне слабо совместим с современными представлениями о природе темной материи. Согласно им, сперва возникают галактики, затем — их скопления, а только потом, через много миллиардов лет, — их особо массивные скопления вроде «Толстяка». Он просто не должен был успеть сформироваться столь рано.
Ранее Naked Science описывал ряд других проблем теории вимпов, которыми долго объясняли темную материю. Там же мы затрагивали наиболее вероятное альтернативное объяснение ситуации с темной материей — гипотезу Николая Горькавого, согласно которой она состоит из компактных шаровых скоплений черных дыр средних масс, следы которых массово обнаруживает обсерватория LIGO. В 2023 году упомянутый физик выпустил книгу «Осциллирующая Вселенная», подробно разбирающую то, как новое понимание природы темной материи влияет на наши космологические представления о Вселенной.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Энтомологи сравнили устойчивость коммерческих и диких гибридных медоносных пчел к главному паразиту ульев — клещу варроа. Полевые и лабораторные тесты показали, что гибриды заражаются в пять раз реже, поскольку их личинки не нравятся паразитам. Пчела-гибрид выживает без регулярных химических обработок и, что важно для пчеловодов, сохраняет миролюбивый характер.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии