Темную материю предложили искать в черных дырах — Naked Science
25.05.2016
8 минут
Редакция
1

Темную материю предложили искать в черных дырах

Концепция темной материи объясняет многие астрофизические явления, однако обнаружить ее частицы – какими бы они ни были – на практике до сих пор не удается. Но, может, мы просто не там ищем? Согласно новой гипотезе, темная материя – это лишь одно из проявлений физики черных дыр.

dark0
Еще в 2005 году Александр Кашлинский (Alexander Kashlinsky), работающий в Центре космических полетов Годдарда NASA, изучил данные инфракрасного космического телескопа Spitzer и обнаружил в них следы огней, относящихся к невообразимой древности – более 13 млрд лет назад. Это могут быть и звезды первых поколений, и материал, падающий в первичные черные дыры – те, которые появились не из звезд, а напрямую из газопылевого вещества молодой Вселенной. Чтобы выяснить, что же послужило источником этого света, в 2013 году такие наблюдения для небольшого участка неба были сопоставлены с данными рентгеновского телескопа Chandra.
 
Снимок небольшой части неба в созвездии Большой Медведицы, полученный телескопом Spitzer в ИК-диапазоне / ©NASA/JPL-Caltech/A. Kashlinsky (Goddard)
 
Идея состояла в том, что излучение первых звезд за миллиарды лет должно было сместиться из видимого и ультрафиолетового диапазона в инфракрасный, и если свет давали звезды, то на рентгеновских данных их практически не должно быть видно. Но первичные черные дыры (ПЧД) излучали в более широком диапазоне, так что должны сохраниться видимыми и в рентгене. Собственно, это и произошло: рентгеновские снимки хорошо совпали с данными в инфракрасном диапазоне, указав, что как минимум каждым пятым источником излучения в ранней Вселенной были ПЧД.
 
Предполагается, что «зародыши» ПЧД возникли из флуктуаций невероятно раскаленного и плотного вещества новорожденной Вселенной, доли секунды спустя после Большого взрыва. Теоретические расчеты показывают, что все зависело от считанных мгновений: появление дыр произошло почти одновременно, и размеры их поначалу должны были оказаться примерно одинаковыми. Причем чем позднее они появились, тем более крупными в среднем должны были быть.
 
В сентябре 2015 года детекторы LIGO впервые в истории зарегистрировали гравитационные волны, пришедшие к нам от пары сливающихся черных дыр, расположенных в 1,3 млрд световых лет от Земли. Их массы были оценены в 29 и 36 масс Солнца – подозрительно близкими друг к другу. Это позволяет предположить, что эти дыры появились еще на первых этапах жизни Вселенной вместе с другими ПЧД.
 
Тот же участок неба: из изображения вычтено все излучение, относящееся к известным звездам, галактикам и т. п. Оставшийся ИК-фон – излучение первых объектов молодой Вселенной / ©NASA/JPL-Caltech/A. Kashlinsky (Goddard)
 
Выдвигая такую гипотезу, Александр Кашлинский в своей новой работе рассуждает о возможных ее следствиях для современной космологической картины. Статья опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters. Ученый рассматривает гипотезу, согласно которой ПЧД могут служить темной материей Вселенной.
 
Пока что темная материя сама остается гипотетической. Она позволяет объяснить ряд гравитационных эффектов, которые наблюдаются в космосе, но не могут объясняться присутствием обычной материи, из которой сложены звезды и мы сами. Предполагается, что за образование галактик и за некоторые другие эффекты ответственна некая особая, скрытая материя, на которую приходится в несколько раз больше массы, чем на видимое вещество. Считается, что ее частицы не вступают с обычными ни в какое взаимодействие, помимо гравитационного, и поэтому они остаются невидимыми. Однако все попытки обнаружить их – или хотя бы косвенные свидетельства существования таких частиц – пока заканчиваются ничем.
 
Поэтому одним из альтернативных взглядов на проблему скрытой массы Вселенной являются ПЧД, притяжение которых теоретически может играть роль темной материи. Дело в том, что в первые полмиллиарда лет Вселенная была слишком плотной и раскаленной, вещество в ней еще не могло образовывать звезды. Считается, что темная материя к температуре нечувствительна, и ее частицы могли сливаться за счет обычных гравитационных сил, образовав «зародыши»-гало, которые в будущем послужили центрами концентрации обычного вещества и рождения первого поколения звезд и галактик.
 
В своей новой статье Кашлинский показывает, что большинство из гало темной материи в ранней Вселенной могли коллапсировать, образовав первичные черные дыры. В этом случае процесс появления звезд развивался быстрее, а результат его лучше согласуется с данными Spitzer и Chandra. Если такие ПЧД, родившиеся не из крупных звезд, а прямо из вещества молодой Вселенной, сохранились до нашего времени в достаточном количестве, их притяжение вполне может объяснять все те эффекты, которые мы привыкли относить к невидимой темной материи.

Вчера, 14:50
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

Позавчера, 19:17
4 минуты
Илья Ведмеденко

Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.

Позавчера, 10:27
24 минуты
Редакция

Конспирологические теории давно вышли за пределы камерных форумов в Сети и разговоров на кухнях – сегодня о них можно прочитать в газетах и услышать по ТВ. Их сторонники считают, что Земля плоская, первые лица государств – инопланетяне-рептилоиды, а ВИЧ выдумали фармакологические компании. Разберемся, какие особенности нашего восприятия делают конспирологию такой привлекательной и может ли вера в мировой заговор нанести реальный ущерб.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

Позавчера, 19:17
4 минуты
Илья Ведмеденко

Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.

Вчера, 14:50
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

netbook
07:13
-
0
+
Но процесс рождения этих ПЧД не мог просто так остановиться, и мы должны быть свидетелями этих событий хоть где-то.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: