Темную материю предложили искать в черных дырах — Naked Science
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
©Wikipedia
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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

7 мая
5 минут
Илья Ведмеденко

Военно-морской флот получил многоцелевую атомную подводную лодку К-561 «Казань». Это один из самых совершенных кораблей такого типа в мире.

Позавчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

5 мая
6 минут
Сколтех

В России таких результатов не было уже около десяти лет. Его получение потребовало настоящей кооперации между исследователями ИВМ РАН, Сколтеха и МГУ.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

30.05.2016
-
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: