Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Найдем ли мы когда-нибудь во Вселенной темную материю?
03.01.2020

Найдем ли мы когда-нибудь во Вселенной темную материю?

Оценка: 0.0    357 8 Наука и Технологии
13:01

Космология достигла впечатляющих успехов. Исследования, проведенные учеными за прошедшие десятилетия, позволили человечеству реконструировать в мельчайших подробностях историю становления нашей вселенной. Нам известно, — и сейчас мы увереннее можем это утверждать, — как именно вселенная развивалась на протяжении большей части своей истории и в силу каких причин. Теперь вселенная стала более понятной для нас, чем прежде.

И все-таки кое-что осталось за гранью понимания. Несмотря на все наши старания, мы так и не можем до сих пор объяснить некоторые явления во вселенной. И, возможно, самая известная из этих тайн — темная материя. Используя современные методы, ученые с высокой точностью определили количество всей материи во вселенной и, как оказалось, оно намного превосходит обычную материю, существующую в виде атомов. После обширной научной дискуссии, длившейся на протяжении нескольких десятилетий, ученые пришли к следующему выводу: бóльшая часть (т. е. около 84%) материи во вселенной состоит отнюдь не из атомов или каких-либо других известных видов материи, а из чего-то другого, причем оно не излучает, не отражает свет и не поглощает его. За неимением лучшего мы называем это загадочное нечто «темной материей». Однако назвать — не значит понять.

Десять лет назад многим специалистам в области космологии, включая меня, вдруг подумалось, что у нас, наконец, появилась неплохая гипотеза о сущности темной материи. Выдвинутые нами аргументы базировались на том, что темная материя образовалась в течение первых долей секунды после Большого взрыва. По нашим расчетам, общее количество частиц темной материи, образовавшихся в ранней Вселенной, которая затем пережила Большой взрыв, должно зависеть от степени взаимодействия этих частиц между собой и с обычными формами материи. Основываясь на проведенных нами расчетах, мы пришли к выводу, что это взаимодействие темной материи должно осуществляться посредством так называемого слабого ядерного взаимодействия или какой-то другой неизвестной еще силы, равномощной слабому взаимодействию. Мы назвали такие частицы Вимпами (от англ. WIMP «weakly interacting massive particles» — слабовзаимодействующие массивные частицы — прим. редакции ИноСМИ), и они стали лучшим кандидатом на роль частиц темной материи.

Если темная материя действительно состоит из Вимпов, то у нас должна быть возможность проводить эксперименты, которые могли бы непосредственно обнаруживать и измерять отдельные частицы темной материи. С этой целью небольшой коллектив физиков начал создавать сверхчувствительные детекторы для обнаружения темной материи; ученые стали размещать их в глубоких подземных лабораториях, укрыв их от космического излучения. В то время казалось, что шансы довольно велики, и данный подход приведет к открытию. Словом, в 2005 году я держал пари, что частицы темной материи будут обнаружены в течение десяти лет. И это пари я, увы, проиграл. С технической точки зрения эксперименты были выполнены превосходно. Но ожидаемых результатов ученые не получили. Но, оказалось, что и это еще полбеды. Выяснилось, что Большой адронный коллайдер, который начал свою работу как раз в те времена, не обнаружил никаких признаков темной материи. Из проведенных экспериментов мы узнали, что темная материя — вопрос гораздо более сложный, чем нам думалось.

Наша неспособность обнаружить частицы темной материи оказала ощутимое влияние на научное сообщество. Не исключаю, что мы находимся где-то в двух шагах от решения проблемы. Однако, большинство из тех, кто сегодня занимается темной материей, признает, что многие из наших любимых кандидатов на роль темной материи уже давно должны были быть обнаружены, но этого не случилось. Все это заставило ученых обратить внимание на новые, подчас противоречащие друг другу, гипотезы, что привело к появлению большого числа теоретических работ, связанных с темной материей и ее природой.

Согласно одной из популярных гипотез, появившихся недавно, темная материя может состоять не из одного, а из нескольких видов частиц, из которых сформирован так называемый «скрытый сектор». Далее, частицы скрытого сектора, могут взаимодействовать, в основном, только друг с другом, а с прочими известными формами материи — практически никогда. Именно этот факт объясняет, почему их так трудно обнаружить в экспериментах, проводимых в подземных условиях, или получить на Большом адронном коллайдере. Эти частицы, формирующие скрытый сектор, вполне могли появиться в ранней вселенной и вступать в очень сложные взаимодействия под действием сил, о которых мы не имеем представления. Физики, изучающие элементарные частицы, предлагают множество теорий, в которых взаимодействие между различными видами скрытой материи явилось условием непрерывного образования темной материи на стадии ранней вселенной. На самом деле физикам было несложно выдвигать подобные теории, объясняющие сущность скрытого сектора.

Другая гипотеза касается не столько темной материи как таковой, сколько пространства, которое она занимала в первые доли секунды после Большого взрыва. При использовании уравнений общей теории относительности для расчета скорости расширения пространства мы учитываем все известные формы материи и энергии, включая все виды частиц, которые мы наблюдали на Большом адронном коллайдере. Но вполне вероятно, что в ранней вселенной присутствовали другие формы материи, о которых мы пока не имеем представления. В таком случае наша вселенная, возможно, расширялась совсем не так, как мы себе представляли. И если ранняя вселенная расширялась с иной скоростью, нежели предполагали ученые (т.е. если она расширялась быстрее или медленнее), то и взаимодействие частиц темной материи на протяжении этой эпохи было иным и, следовательно, другим было количество оставшегося вещества, которое называют темной материей.

Для описания процесса расширения и развития вселенной, который происходил в течение первой секунды после Большого взрыва, мы можем выдвигать множество разных гипотез. Вполне возможно, что скорость расширения увеличилась благодаря воздействию каких-то неизвестных форм материи и энергии. А может быть, на скорость расширения повлияли какие-то еще более неожиданные факторы, проявившиеся в самые первые мгновения после взрыва. Быть может, в самом начале, в течение своей первой секунды, вселенная внезапно расширилась на какой-то миг, или в какой-то момент пережила резкий фазовый переход. А может, все было по-другому: возможно, существует какая-то разновидность частиц, которые при распаде нагревали вселенную, тем самым изменив ее эволюцию. Гипотезы здесь можно выдвигать самые разные. И все они могли бы пролить свет на процесс формирования темной материи и на первые мгновения жизни нашей вселенной. Если бы ученые узнали, что именно произошло тогда, то наши представления о сущности темной материи почти наверняка изменились бы, и нам сразу стало бы ясно, какие эксперименты следует провести, чтобы ее обнаружить. Быть может, в этом случае нам удастся ответить на вопрос, почему темная материя так долго остается неуловимой.

Замечательные результаты, полученные при проведении экспериментов на подземных детекторах, предназначенных для улавливания темной материи, и на Большом адронном коллайдере, заставили космологию пересмотреть свои постулаты. Судя по всему, темная материя сильно отличается от самых распространенных представлений о ней. Неуловимость темной материи заставила нас отказаться от множества столь дорогих нашему сердцу теорий и перейти к выдвижению принципиально новых гипотез относительно этой субстанции и условий, в которых она сформировалась в первые мгновения после Большого взрыва.

Стремясь постичь природу темной материи, мы надеемся не только обнаружить частицы этой субстанции, из которой состоит бóльшая часть материи во вселенной, но и узнать о самых первых мгновениях истории вселенной. В этом смысле темная материя позволяет нам подступиться к описанию Большого взрыва. Я не сомневаюсь, что самые первые мгновения этого грандиозного события содержат ключ к неразгаданному и неведомому. Однако вселенная строго охраняет свои тайны. Сможем ли мы эти тайны постичь, — все это будет зависеть от нас.

Дэн Хупер — старший научный сотрудник Национальной лаборатории ускорителей им. Энрико Ферми и профессор астрономии и астрофизики Чикагского университета. Он автор книги «На краю времени: исследуя тайны первых секунд нашей Вселенной» (At the Edge of Time: Exploring the Mysteries of Our Universe's First Seconds).


 
Источник:  https://inosmi.ru/

Поделитесь в социальных сетях


Комментарии 8

0  
Niva 04.01.2020 22:33
Благодарю. Если ответов нет, то лучше, не ссылаясь на трудности самой темы, и не пытаться.
Кстати, этот дискуссионный прием - отсылка к "авторитетам", "первоисточникам"... etc, - давно известен и понятен. Это не обсуждение. В комменте отсутствуют индивидуальные мысли, гипотезы, размышления... Есть лишь очередная пафосная отсылка к другим авторам в попытке увести разговор от предмета обсуждения. Это бесспорно указывает на информированность персонажа. Но и не более того. Найти в сети "золотые пластины"?... Это в наше-то время, да при желании? ... wink ...
Увы, я с подобной манерой ведения разговора согласиться не могу, да и, правду сказать, - не хочу... Тем не менее, уважая собеседника, я ничуть не сомневаюсь, что все перечисленные "фундаментальные" труды, изыскания и выводы из оных, человеком, ими оперирующим, изучены подробно и досконально. Во всяком случае, надеюсь на это... Правда вот не ясно сколько же лет потребовалось автору информации на сей титанический труд, ибо все сие изучить и понять - задачка не из простых... Информированность, конечно же, штука хорошая, но она не свидетельствует о важном - о размышлениях. Мне такие, с позволения сказать, "беседы" не интересны. Состязаться в перечислении "великих"? ... Оставьте и увольте... И простите, коль что не так, - подобные "состязания" в перечислениях не мое... Как принято говорить - ничего личного. smile
Удачи. smile
0  
Niva 04.01.2020 15:04
Возникающие порой недопонимания, скорее всего, вызываются "трудностями перевода". "Перевода" между разными взглядами на содержание темы. Могу лишь мягко посетовать, но такова ситуация. Кроме того, мне совсем не хочется разбавлять мысли несущественным.
Но все же, для прояснения текущих реалий, не удержусь от пары-тройки вопросов: "Как появились "Древние" Знания?", "Кто их определил как "Древние"?, "Что означает сам термин "Древние"?", "Каковы объем и содержание этих "Знаний"? ... Ответы?... Предлагаю вместе поразмыслить над этими весьма, на мой взгляд, серьезными вопросами.
Совет?... Мне?... Благодарю за внимание и заботу. :))
И да - того же в ответ... Всего...:)
0  
Niva 04.01.2020 13:42
Прекрасный комментарий - благодарю.
Контекст всегда важен, тем не менее, осмелюсь процитировать цитируемое - " я начал познавать Мир ,когда освоил выход из тела ", - и обратить внимание комментатора, что это утверждение является развитием тезиса уже озвученного. А именно: "Система не может быть понята частью системы". В продолжение сего как раз и предпринимаются попытки "выхода из..."
Остается лишь пожелать успехов "испытателям".
Однако не следовало бы сводить рассуждение к частностям. Основная мысль и главный тезис - "Материя" представлена как минимум в трех ипостасях. ТМ, ТЭ и Видимая Материя. Сожалею, но приходится использовать общепринятый и давно озвученный термин "Материя". Так понятнее... Разговор о том, что Материя едина в своих выражениях. Человечество стремится к пониманию Сущности, но инструментарий пока что не позволяет все осмыслить и все освоить... Увы... Но все стремятся и это вдохновляет...
Благодарю за пожелания. Взаимно. smile
0  
Allexx 03.01.2020 21:54
а кто сказал, что "Большой взрыв" вообще был?... и нечего искать "темную материю"... она есть, но не в нашем физическом мире... и совсем она не темная...
-1  
Niva 03.01.2020 19:45
Хм... вот недавно высказывал гипотезу на тему о Темной Материи...
"... Довольно интересно читать и понимать, что в этой дискуссии Темная Материя рассуждает о самой себе. То есть, о чем это я говорю. Вот вам гипотеза. Темная Материя - это основа всего, представленная и существующая в разных состояниях. НЕвыявляемая часть ТМ, собственно, так и называется - Темная Материя. Тогда Темная Энергия - это нестабильная часть Темной Материи. А видимая часть материи - это уже супервозмущенное, или аномальное состояние самой Темной Материи. Тогда все складывается. Мы сами - это и есть ТМ, но только малая её часть. Рассуждая подобным образом, можно прийти к выводу, что, мы не сможем понять ТМ, поскольку сами ею и являемся в аномальной её части. Система не может быть понята частью Системы. Отсюда, конечно, недалеко и до НЕпознаваемости Бога... Но это уже другая история. ..." smile
-2  
бодр 03.01.2020 21:38
Можно приветствовать - появился комментарий Философа, ранее в основном были практики! smile
Из практики добавить - Мы только сосуд с тёмной материей, но не сама тёмная материя, подразумеваю и тёмную энергию вкупе: Астральное тело есть у всех оно их низших частот энергий, так же не различаемыми физическим Миром; , далее выше Ментальные тела, Будхическое, Атмическое - все они в потенции к развитию и так же состоят из не видимого ФМ! biggrin
0  
Niva 03.01.2020 22:10
Взаимно!
Лестно слышать.
Однако, добавлю в качестве реплики... Это довольно распространенная позиция - отделение философии от практики. КонечноЮ, в этом есть свой резон - можно разбираться в деталях. Но и мой подход не исключает эмпирику, как таковую. Кроме того следует не упускать, что вся практика уходит корнями в философию, в натур-философию... Можно сказать - плоть от плоти... smile
Да и в практической деятельности немало гипотез, на коих строится вся остальная работа. "Сосуд"?... Любопытно... Таким образом исследователь полагает себя "Наблюдателем"? Тогда следует вполне естественный вопрос: "Из чего состоит "сосуд"? wink
-2  
бодр 03.01.2020 16:38
Увидим тёмную материю очень скоро, не все! Ранее говорил - Голубое небо, первое из трёх надземных, спускается на поверхность Земли . Всполохи перламутровых многоцветных облаков уже наблюдают жители Севера. Последний бой бессмысленный тьма устраивает в поясе Ближнего Востока, Средиземноморья.
"Новый Мир уже брезжит в восходах и перламутровых сияниях на Небесах. Так устремите свой взор к Небесам, и не глядите на корчи мира Тьмы. Он обречён, и уйдёт с эволюционного Пути Планеты, как страшный сон, которому грозит вечное забвение. Благодарите всех Светочей, которые привнесли своей вклад в каждую ступень, ведущую к восхождению с космического Дна Планеты и всего человечества. Наступают времена преображения вашего Мира, а инфернальные монстры воют во всю свою хищную глотку так сильно, что все Средиземноморье содрогается от этого смертельного вопля. https://u.to/XlciFw

Пусть этот вопль инфернального зверья не пугает, а радует сердца землян, ибо заканчивается власть Тьмы на Земле и восходит Солнце Истины!"- ММ.
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Разговоры у камина
Календарь
«  Январь 2020  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031