Поддержать TUT.BY
65 дней за решеткой. Катерина Борисевич
Коронавирус: свежие цифры
  1. В России ищут 80 вагонов для поставки бронетранспортеров БТР-80 в Беларусь. Разбираемся, в чем дело
  2. На продукты, лекарства и детские товары подняли НДС. Рассказываем, что может заметно подорожать
  3. Условия, отношение и распорядок. Что пишут о жизни в колонии и СИЗО фигуранты «политических» дел
  4. Цепи солидарности, около 100 задержанных. Что происходит в Беларуси 23 января
  5. В Беларуси произошли массовые прорывы теплосетей. Неужели все так плохо?
  6. В Беларуси с начала пандемии — 235 859 человек с COVID-19. Сколько новых случаев обнаружили за сутки
  7. «В акциях участвует немногочисленное количество человек». Столичная милиция сообщила о 100 задержанных
  8. Новый КоАП вводит правило «первого раза» для водителей: за какие нарушения сначала не будет штрафа
  9. Пять лучших сериалов о сексе, от которых точно кайфанут зумеры
  10. Норвежская компания Yara отреагировала на заявления «Беларуськалия» по возврату уволенных работников
  11. В Совбезе ООН выступили Тихановская и Латушко — напомнили о репрессиях. Постпред Беларуси спросил о свободе слова
  12. Опасный прецедент. Во что нам может обойтись отказ Yara от контракта с «Беларуськалием» (и почему все это важно)
  13. «Муж старше моей мамы на два года». История пары с большой разницей в возрасте
  14. 18-летней Софии, которая расписала щиты военных, дали два года колонии. Ее другу — полтора
  15. История врача, который два раза переболел ковидом и четыре раза был задержан — но не теряет оптимизма
  16. В городах России проходят акции протеста: сообщается о сотнях задержанных
  17. Бывший студент БНТУ подал иск, чтобы отменить свое отчисление. Вот что решил суд
  18. Умер Ларри Кинг
  19. В ТЦ «Пассаж» конфликт: предприниматели остались без света, работать не пускают охранники
  20. Московский суд арестовал белорусского бойца Алексея Кудина на два месяца
  21. В Борисове горел дом: погибли четыре человека
  22. Минск лишили права проведения чемпионата мира по современному пятиборью
  23. ТВ-горки и стенки канули в прошлое. Дизайнеры рассказали, какие полки и TV-тумбы в тренде
  24. «Условия крайней необходимости». СК отказался возбуждать дело на милиционера, который в Жодино ударил женщину в лицо
  25. Акции протеста, самоподжог на площади, Тихановская в Совбез ООН. Что происходило в Беларуси 22 января
  26. Двое детей, с женой в разводе. Кто тот минчанин, который поджег себя на площади Независимости
  27. «Не уверен, что он сам в этот колодец бы прыгнул». Родители о гибели 10-летнего мальчика в Пуховичском районе
  28. Милиция так и не смогла найти, кто повредил мотоцикл байкера, который лихо уходил от погони ГАИ во время протестов
  29. «Поток ринувшихся к границе превратил окраину Бреста в «прифронтовую полосу». Как нашим уже пытались запретить выезд
  30. «Даже взгляд сфокусировать не мог». Поговорили с родными ученика, который после школы с ЧМТ попал в больницу


Андрей Ярец,

Две разные группы исследователей смогли зарегистрировать одинаковые по своим характеристикам сигналы, которые могут быть первым прямым свидетельством существования темной материи во Вселенной, сообщило на этой неделе издание HuffingtonPost.


Кластер галактик Abell 1689 в 2,2 миллиардах световых лет от нас
Фото: communityphotoclubnh.com


Научно-исследовательская группа из Швейцарии и Нидерландов, которая занималась изучением рентгеновских лучей, исходящих из туманности Андромеды и скопления галактик в Персее, смогла зафиксировать сигнал, который может быть излучением, возникшим в результате распада частиц темной материи. Данные были зарегистрированы с помощью телескопа XMM-Newton, принадлежащего Европейскому Космическому Агентству.

Такой же результат был получен еще одной группой ученых из Гарварда в июне этого года. Тогда исследователи также заявили, что их оборудование зафиксировало аномальную фотонную эмиссию в рентгеновском излучении 70 галактических скоплений.

По словам руководителей научных групп, полученные сигналы ведут себя именно так, как предполагалось теорией о темной материи: концентрированное излучение из центра и диффузия сигнала ближе к краям наблюдаемых объектов. Также природа сигнала не соответствует ни одному известному виду материи. Доклад об открытии планируется опубликовать в ближайшие дни.

Что же представляет собой таинственная темная материя, доказать существование которой пытаются ученые всей планеты?

Открытие темной материи: увидеть невидимое

В начале XX века люди всерьез взялись за изучение неба над нашей планетой с помощью новых телескопов, которые дала человечеству техническая революция. Был совершен ряд сенсационных открытий. Эдвин Хаббл доказал, что Вселенная простирается намного дальше Млечного Пути, а светящиеся объекты за ним, которые считались обычными звездами, являются бесчисленным множеством галактик, таких, как наша.

Спустя несколько лет астрономы уже в полную силу изучали устройство космоса, следя за далекими галактиками. Среди них был и Фриц Цвикки – ученый из Калифорнийского технологического института. В начале 30-х годов Цвикки занимался изучением скопления галактик в созвездии Волосы Вероники, пытаясь вычислить массу на основе изменения их светимости.

Однако после того как астроном изучил движение каждой из галактик, оказалось, что уравнения не сходятся – звездные скопления изменяли свое положение в пространстве намного быстрее положенного, если брать за основу массу, рассчитанную в результате визуальных наблюдений.


Фриц Цвикки – основатель теории скрытой массы.
Фото: krugosvet.ru


Цвикки нашел единственное логичное объяснение происходящему: аномальная скорость вращения галактик вызвана огромной гравитацией, которая, в свою очередь, образуется присутствием некой невидимой глазу материи, увеличивающей массу галактики в несколько десятков раз. Тогда ученый предложил теорию скрытой массы, подтверждение которой позже начали получать астрономы во всем мире.

В 60-е годы теорию Цвикки смогла подтвердить американский астроном Вера Рубин. На тот момент она изучала ближайшую к нам Галактику Андромеды, которая находится всего в 2,5 млн световых лет от Земли. Женщина сделала интересное наблюдение: скорость движения звезд и видимой материи в галактиках при удалении от центра растет.

В то же время модель Солнечной системы наглядно демонстрирует нам работу законов Кеплера, при которых линейные и угловые скорости движения планет по орбите снижаются. Говоря простым языком, чем дальше планета находится от звезды, тем меньше усилий ей приходится прилагать, чтобы остаться на ее орбите.

Чтобы подтвердить свое наблюдение, Вера Рубин взялась изучать поведение звезд в других галактиках и всегда получала один и тот же результат: при удалении от центра галактики скорость движения звезд не снижалась. Это можно было объяснить только наличием массивного объекта, который создает гравитацию для ускорения.

Теперь, когда ученые узнали, что и где конкретно нужно искать, они начали получать новые улики присутствия в галактиках невидимой материи, которая прямым образом влияла на массу скоплений.

Развитие теории и разрыв стандартного шаблона устройства Вселенной

Еще в 1911 году Эйнштейн доказал, что путь света может искривляться гравитацией массивных объектов. Это открытие легло в основу изучения дальнего космоса. Даже самый современный телескоп не может увидеть массивные объекты за пределами Солнечной системы, если они не излучают собственный свет, однако мы научились ловить их присутствие с помощью эффекта т.н. "гравитационной линзы". После того как люди начали использовать линзирование для наблюдения, оказалось, что мы ничего не знали о космосе, а новые открытия с трудом поддаются объяснению.

Куда бы ни направляли астрономы свои телескопы, везде наблюдались гравитационные искажения света, вызванные не только звездами и туманностями, но и наличием темной материи, как полагают ученые. По последним представлениям, масса видимой материи (барионной) составляет всего 4,9% от общей массы Вселенной, в то время как на долю таинственной темной материи приходится почти 27%. Остальная часть массы относится на счет темной энергии, которая является еще большей загадкой для науки, и мы бесконечно далеки от понимания этого явления.

Уже несколько лет целая команда астрономов под руководством физика Ричарда Мэсси исследует небо, пытаясь изучить темную материю. На основе данных, которые предоставил телескоп Хаббл, ученые смогли составить трехмерную карту распространения темной материи во Вселенной.


Трехмерная модель распространения темной материи. В наиболее густых участках и формируются такие галактики, как Млечный Путь.
Фото: Wikimedia


Еще одним открытием команды Мэсси стал факт зависимости распространения обычной материи во Вселенной от расположения темной.


Слева карта обычной, видимой материи. Справа – темной. Если наложить их друг на друга, можно увидеть связь распространения материи во Вселенной.
Фото: physicsworld.com


В 2004 году астрономам удалось найти и сфотографировать уникальное явление в космосе, которое позволило лучше понять природу темной материи. На расстоянии 3,7 млрд световых лет от нас некогда столкнулись два скопления галактик, образовав новый объект, который был назван Скоплением Пули, в честь своей характерной формы.


Скопление Пули
Фото: wikimedia


Такая форма обусловлена взаимодействием частиц обычного вещества друг с другом. Однако при детальном изучении и анализе события оказалось, что поведение темной материи кардинально отличается от того, которое можно объяснить привычными для нас законами физики.

Если частицы обычного вещества при столкновении замедлились и начали светиться в диапазоне рентгеновского излучения, а скопления изменили свою форму, то темная материя просто прошла сквозь барионную, не встретив никакого сопротивления, и продолжила свое движение. Такой результат поставил ученых в тупик, ведь это означало, что темная материя состоит из потенциально новых частиц, которые до сих пор не удалось получить или зафиксировать известными нам способами.


Компьютерное моделирование столкновения в Скоплении Пули. Видео демонстрирует, как обычная материя (отмечена красным) взаимодействует между собой, в то время как темная материя (синий) продолжает движение без видимых искажений.

Первые попытки обнаружения таинственных частиц темной материи и еще больше загадок

Открытие, совершенное на примере Скопления Пули, позволило ученым сделать предположение, что темная материя окружает нас даже здесь, на планете Земля. Однако ввиду того, что она отказывается сталкиваться с обычным веществом, взаимодействуя с ним только на уровне гравитации, необходимо разрабатывать новые способы, которые помогут зафиксировать присутствие невидимых и электрически нейтральных частиц.

Проблема заключается в том, что физики не могут понять, какие именно частицы необходимо им искать. В связи с этим было принято решение отрабатывать все известные частицы методом научного отсеивания, в том числе и те, которые еще не были открыты, но вписаны в наиболее весомые теоретические модели, разработанные учеными.

На данный момент ученые рассматривают несколько моделей темной материи: горячая, холодная и теплая. По некоторым предположениям, состав темной материи зависит от того, при каких температурных условиях она прекратила взаимодействовать с барионной.


Фото: zebu.uoregon.edu

Наиболее вероятной является модель холодной темной материи, состоящей из небарионного вещества. Неизвестная частица модели получила условное название WIMP (от англ. Weakly Interacting Massive Particle – слабовзаимодействующие массивные частицы).

На поиски ВИМП’ов были выделены значительные ресурсы, позволившие построить исследовательские лаборатории глубоко под землей, в шахтах ниже уровня 700 метров. Это было сделано для того, чтобы значительно снизить влияние космического излучения на результаты экспериментов, в то время как темная материя, согласно теории, сможет беспрепятственно пройти сквозь толщу земли и детекторы смогут ее зафиксировать.

К сожалению, на данный момент подобные лаборатории не добились весомых успехов, позволяющих однозначно утверждать наличие темной материи вокруг нас.

Чему мы обязаны своим появлением и существованием?

По мнению многих ученых, темная материя – это каркас всего космоса, помогающий объединяться обычному веществу в скопления. Исходя из этого именно темной материи мы обязаны появлением нашей галактики, нашей звезды и нашей небольшой уютной планеты.

Недавние исследования космологов подтвердили, что расширение Вселенной не замедляется, как это произошло бы в результате обычного взрыва, а наоборот – ускоряется. Ответственность за это явление ученые возложили на еще более таинственное явление, которое было условно названо темной энергией и о котором мы не знаем ровным счетом ничего. И только гравитация темной материи препятствует ускорению расширения обозримого для нас космоса.

В противном случае в скором, по космическим меркам, времени, на видимом горизонте для нас не осталось бы ни одной галактики, звезды, или любого другого космического объекта.


Туманность Андромеды
Фото: wikimedia


Если недавний слабый сигнал из глубин космоса, который удалось зарегистрировать ученым, окажется действительным свидетельством существования темной материи, это откроет человечеству путь к тайнам создания Вселенной, о которых мы даже не догадываемся.

Это позволит нам заглянуть в прошлое и, возможно, предсказать будущее. Мы изучаем информацию о своих истоках, но стоим лишь в начале длинного пути, на конце которого нас ждут знания и понимание тайн Вселенной.
-10%
-50%
-20%
-25%
-50%
-10%
-10%