Что такое темная материя и есть ли она на Земле?
По данным НАСА, темная энергия составляет около 68% Вселенной, а темная материя – 27%. Оставшаяся часть, менее 5%, – это все, что существует в нашем понимании как “обычная” материя, от планет до магнитов в холодильнике. Давайте подробнее рассмотрим, почему темная материя так загадочна, и возможность ее существования на Земле.
По данным Forbes, это понятие начали изучать в начале 17 века. Универсальная теория гравитации Исаака Ньютона позволила астрономам исследовать идею объектов, которые на самом деле не излучают свет и могут быть обнаружены только по тому, как сила гравитации заставляет их влиять на другие тела в пространстве. Эта концепция совершенствовалась в течение последующих двух столетий, пока Э. Э. Барнард не стал первопроходцем в исследовании темных туманностей, которые представляют собой загадочные облака крошечных частиц пыли. Эти частицы настолько малы, что поглощают почти весь видимый свет.
Согласно Космосу, видимые элементы Вселенной, какой мы ее знаем, состоят из барионной материи, состоящей из электронов, нейтронов и протонов. Это жизненно важные строительные блоки всей известной и изученной материи, но неясно, какое место они занимают в составе темной материи. Предполагается, что такая материя может быть барионной, а может и не быть.
Самые загадочные частицы во Вселенной
Самое сложное – объяснить в рамках единой теории два основных элемента темной материи – ее кажущееся огромное доминирование во Вселенной и огромную сложность ее обнаружения. Предполагается, что темная материя может состоять из того, что ученые называют WIMPs, или слабо взаимодействующими массивными частицами. Согласно Universe Today, эти частицы могут быть основным ингредиентом темной материи, могут быть единственным ингредиентом, материя может состоять из небольшого количества WIMP, или эти частицы могут вообще не присутствовать в составе.
Космос показывает, что эта идея имеет вес. По оценкам, масса WIMPs в 100 раз больше массы протонов, при этом они настолько слабо реагируют с привычной материей, что их трудно обнаружить. Это одно из объяснений любопытных характеристик темной материи, но все остается гипотетическим.
Как и темные туманности, сообщает Space, темная материя также не излучает свет. Ее обнаружение и изучение было огромной головной болью для астрономов на протяжении более 100 лет, хотя прорывы были сделаны. Например, в 2016 году в созвездии Кома была обнаружена огромная и захватывающая галактика под названием Dragonfly 44.
Обнаружена темная материя, вроде как
Галактика была обнаружена телескопом обсерватории У.М. Кека на Гавайях, одним из самых мощных на планете. Астрономы заметили, что в ней относительно мало звезд, и она не смогла бы поддерживать себя, если бы там не было чего-то еще. Позднее было проведено множество сложных расчетов, и было выдвинуто предположение, что масса этой галактики может быть в триллион раз больше массы Солнца. Таким образом, 99.99% массы галактики Dragonfly 44 состоит из невидимой и едва различимой темной материи.
Что же касается того, из чего она состоит, то это в значительной степени остается загадкой. Science Focus объясняет, что для того, чтобы Большой взрыв создал Вселенную такой, какой мы ее знаем, темная материя должна состоять из чего-то большего, чем простые газовые облака и пыль, из которых состоит большая часть обнаруживаемых объектов космоса.
В книге “Начало со взрывом” утверждается, что все галактики, как и “Стрекоза 44”, имеют массу, которая не полностью учитывается обычной материей. Это относится и к Млечному Пути, а значит, и к Земле. Хотя считается, что на нашей планете и вокруг нее гораздо меньше темной материи, чем в центре Вселенной, “Starts With a Bang” предполагает, что внутри каждого из нас сейчас находится бесконечно малое количество темной материи: примерно один нанограмм в совокупности внутри каждого человека на Земле.
Земные “волоски” темной материи
В 2015 году НАСА сделало еще один необычный шаг вперед, предположив, что темная материя не только может быть обнаружена на Земле, но что она, вероятно, волосатая. Это странное предположение принадлежит Гэри Презо из Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнии. Презо предположил, что темная материя во Вселенной существует в виде длинных, связанных между собой нитей, похожих на паутину или волосы.
Моделирование, по данным НАСА, показало, что темная материя состоит из загадочных “потоков”, которые путешествуют и вращаются вокруг всевозможных галактик с одинаковой скоростью. По-видимому, эти волоски темной материи могут беспрепятственно пройти прямо через планету, чего не может сделать знакомая нам и понятная материя. При этом, согласно анализу Презо, темная материя становится более плотной и концентрированной, и несколько таких своеобразных волосков могут выступать из Земли прямо сейчас.
Так называемые корни этих волосков, объяснил Презо, будут точками, наиболее богатыми частицами темной материи и интересными данными об этом загадочном материале. К сожалению, прямое их обнаружение по-прежнему ускользает от человечества. Однако благодаря таким новаторским исследованиям, как эти, наука все ближе подходит к разгадке тайны.
