aion-portent

Что такое темная материя?

Темная материя — это гипотетическая форма материи, которая не испускает и не поглощает электромагнитное излучение. Ее существование было предположено астрофизиками для объяснения гравитационных эффектов, наблюдаемых во Вселенной.

Считается, что темная материя составляет около 27% всей массы-энергии Вселенной. Однако ее природа до сих пор неизвестна, несмотря на многочисленные исследования и эксперименты.

Доказательства существования темной материи

Вот некоторые наблюдения, которые указывают на существование темной материи:

• Скорости вращения галактик. Звезды на периферии галактик движутся быстрее, чем можно объяснить гравитационным воздействием видимого вещества. Это свидетельствует о наличии дополнительной массы.
• Гравитационное линзирование. Искривление траекторий света от удаленных объектов под воздействием гравитации невидимого вещества.
• Карты распределения материи. Наблюдения показывают, что скопления галактик содержат гораздо больше массы, чем видимое вещество.

Все эти наблюдения указывают на присутствие какой-то невидимой массы, которую и называют темной материей.

Возможная природа темной материи

Существует множество гипотез о природе темной материи. Вот некоторые из них:

• WIMP (Weakly Interacting Massive Particles) — слабо взаимодействующие массивные частицы, например нейтралино.
• Аксионы — гипотетические элементарные частицы, почти не взаимодействующие с обычным веществом.
• Примордиальные черные дыры — черные дыры, образовавшиеся в ранней Вселенной.
• Стерильные нейтрино — гипотетические частицы, похожие на обычные нейтрино.

Пока ни одна из этих гипотез не получила экспериментального подтверждения. Поиски темной материи ведутся в наземных лабораториях и космических экспериментах.

Поиски темной материи

Ученые используют различные методы в попытках обнаружить темную материю:

Прямое обнаружение

Эксперименты на чувствительных детекторах, расположенных глубоко под землей, пытаются зарегистрировать редкие столкновения гипотетических частиц темной материи с атомными ядрами.

Поиски продуктов распада

Ищутся возможные продукты распада темной материи, например позитроны, гамма-лучи и нейтрино.

Астрофизические наблюдения

Изучаются эффекты гравитационного линзирования, движения звезд и галактик. Строятся карты распределения темной материи.

Ускорители частиц

В экспериментах на Большом адронном коллайдере и других ускорителях пытаются создать редкие частицы, которые могут составлять темную материю.

Несмотря на активные исследования, темная материя пока остается одной из величайших загадок современной физики. Ее обнаружение стало бы одним из величайших открытий в науке и позволило бы переосмыслить наши представления о Вселенной.