25.05.2016
Редакция Naked Science
1
563

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.
Вчера, 11:11
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

Вчера, 18:45
Александра Медведева

Снимки телескопа Hubble показали, что черная дыра в центре карликовой галактики Henize 2-10 создает звезды вместо того, чтобы их разрушать. Открытие может стать ключом к пониманию происхождения сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной.

Позавчера, 21:12
Илья Ведмеденко

Российские специалисты обратили внимание на возможные технические трудности, связанные с модулем «Поиск» Международной космической станции. Ранее в NASA намекнули на изоляцию российского модуля «Звезда».

Вчера, 11:11
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

17 января
Сергей Васильев

Новые измерения свойств минерала из глубоких слоев мантии показали, что ядро планеты теряет тепло в полтора раза активнее, чем полагали до сих пор.

17 января
Илья Ведмеденко

Перспективный российский многоцелевой самолет «Байкал» оторвался от земли. Первый полноценный полет машина должна выполнить до конца января.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

Вчера, 11:11
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[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?
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
Лучшие материалы
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: