По новым данным, у темной материи, предположительно, может быть электрический заряд — Naked Science
01.06.2018
8 минут
Редакция
138

По новым данным, у темной материи, предположительно, может быть электрический заряд

Астрономы обнаружили необычное поведение атомов водорода в модели ранней Вселенной. Это может служить подсказкой в понимании темной материи.

cfa-black-matter1

Темная материя — или по крайней мере какая-то ее часть — может обладать очень слабой электрической силой примерно в миллионную долю заряда электрона. Об этом свидетельствуют данные EDGES (Experiment to Detect the Global Epoch of Reionisation Signature, или «Эксперимент по нахождению следов глобальной эпохи реионизации»).

 

И хотя эти данные спорны, возможность даже малейших взаимодействий с таинственной формой материи и более знакомыми вариациями может предоставить необходимые свидетельства, которые помогут объяснить отсутствие недостающей четверти Вселенной.

 

Астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Массачусетсе уже вернулись к чертежной доске после публикации результатов проекта EDGES ранее в этом году.

 

«Природа темной материи — одна из величайших тайн науки, и нам необходимо использовать любые связанные с ней данные, чтобы ухватиться за нее», — говорит физик-теоретик Центра астрофизики Ави Лоэб.

 

Темная материя доставляет немало головной боли астрономам. Она составляет около 23% от всей Вселенной, а если говорить только о ее строительном материале, то и все 80%. Но, как следует из названия, она не светит ярко в небе, оставляя за собой следы, свидетельствующие о ее существовании. Ученые считают, что она существует, потому что нечто (помимо светящихся объектов — их они могут измерить) удерживает галактики вместе.

 

На сегодня у нас нет практически ничего. Большие надежды возлагались на эксперимент XENON1T, в ходе которого обнаружили слабо взаимодействующую частицу, но все, что ей удалось сделать ранее, — это ограничить свой возможный размер невероятно малой массой.

 

Нет практически никаких причин полагать, что темная материя проявляется через какую-либо другую силу, кроме гравитации. Некоторые физики спекулировали, что темная материя потенциально может проявлять и другие силы, но доказательств этого нет. Однако сейчас произошел неожиданный сдвиг в данных эксперимента EDGES — и это может предоставить некоторые из недостающих частей головоломки.

 

Ученые используют EDGES в попытке понять, как взаимодействовали друг с другом частицы на ранних этапах формирования вселенной / CSIRO

 

Эпоха реионизации, обозначенная в аббревиатуре названия эксперимента, относится к периоду 200 миллионов лет спустя после Большого взрыва. Тогда атомы водорода только отделились от «бульона» заряженных частиц — во время остывания космоса — и омылись сиянием первых звезд. В свою очередь, поток ультрафиолетовой радиации оттолкнул электроны от атомов и заново ионизировал водород, позволив атомам впитывать незначительные объемы фоновой радиации, эхом разносившейся по космосу от начала Вселенной.

 

EDGES создал профиль небесных радиоволн, которые могут быть использованы для описания поведения поглощающего радиацию водорода во время того древнего периода в истории космоса. Несмотря на то что данные пока совсем свежие и астрономическое сообщество разберет их по частям, ранние доклады отмечают, что температура водорода достигла только половины той, что прогнозировали модели.

 

«Что может значить определение EDGES более холодного, чем ожидалось, водородного газа в этот период? — говорит ведущий автор исследования, космолог Гарвардского университета Джулиан Муньоз. — Возможно, водород был охлажден темной материей».

 

Отделенные от своих электронов и еще не расшевеленные другими астрономическими явлениями, эти облака ионизированного водорода были бы еще достаточно медленными, чтобы отреагировать даже на самый слабый заряд. Будучи миллионной частью электромагнитного притяжения электрона, этот незначительный толчок маленькой порции частиц темной материи был бы сегодня совсем незаметен, но его хватило бы для охлаждения медленно движущегося водорода.

 

Лоэб и Муньоз настаивают, что их модель не основывается на результатах EDGES, а всего лишь предлагает уникальный взгляд на некоторые неожиданные цифры.

 

«С помощью нашего исследования мы можем выделить историю фундаментальной физики, независимо от того, как вы интерпретируете результаты EDGES», — комментирует Лоэб.

 

Дальнейшие исследования той эпохи либо отвергнут эту идею, либо углубятся в изучение потенциально светлой стороны темной материи.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 15:01
25 минут
Александр Березин

Недавняя научная работа предрекла серьезную эпидемию коронавируса 2019-nCoV. Согласно ей, 95% зараженных еще не зарегистрированы властями, а значит, через пару недель в одной Ухани будут сотни тысяч заболевших. При наблюдаемой смертности от вируса в 2,36% — это многие тысячи погибших. На самом деле, новая работа скорее «ловит хайп» или, если угодно, пытается держать мир настороже, чем описывает реальную эпидемию. Последние данные по заразности коронавируса показывают: он действительно неблестяще передается от человека к человеку. Для эпидемии в Китае этого достаточно, но большое число жертв за пределами этой страны маловероятно. Выясняем почему.

Позавчера, 13:56
4 минуты
Илья Ведмеденко

Американские военные пришли к выводу, что новейший эсминец можно эксплуатировать в условиях больших волн. Безопасность корабля в значительной степени объясняется его конструкцией, обеспечивающей малозаметность.

Вчера, 13:05
3 минуты
Полина Гершберг

Ученые создали информационную панель, показывающую распространение китайского коронавируса по миру в режиме реального времени. Данные вносятся из подтвержденных источников — это поможет бороться с дезинформацией.

25 января
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности игры 2012 года.

24 января
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

26 января
26 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

25 января
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности игры 2012 года.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: