Materia oscura — «alieni» per astrofisici?

Con tutta la nostra comprensione delle leggi della fisica e i successi del modello Standard e la teoria della relatività generale, nell'Universo ci sono una serie di fenomeni osservati, che non riesco a spiegare. L'universo è pieno di misteri, a partire dalla formazione stellare e termina potentissimi raggi cosmici. Anche se abbiamo poco a poco scopriamo spazio, noi ancora non sappiamo tutto. Ad esempio, sappiamo che la materia oscura esiste, ma non sappiamo quali sono le sue proprietà. Questo significa che dobbiamo attribuire manifestazioni di materia oscura tutto sconosciuti gli effetti?

Puzzle sul tema della materia oscura quanto e prove della sua esistenza. Ma la colpa materia oscura in tutte le misteriose forme dello spazio non solo miope, ma e sbagliato. Così accade quando gli scienziati a corto di buone idee.

Due luminosi grande galassia di congestione del centro Coma, ogni più di un milione di anni luce in termini di dimensioni. La galassia alla periferia indicano l'esistenza di un grande alone di materia oscura in tutto l'accumulo.

La materia Oscura presente nell'Universo ovunque. Per la prima volta rivolti a lei nel 1930, per spiegare il movimento veloce delle singole galassie in ammassi stellari galattici. Questo è accaduto perché tutta la materia ordinaria — sostanze, costituito da protoni, neutroni ed elettroni, non è sufficiente per spiegare il numero totale di gravità. Le stelle, i pianeti, gas, polvere interstellare e intergalattico plasma, buchi neri e tutto il resto, che possiamo misurare. Linee di prove che supportano la materia oscura, sono numerosi e convincenti, come osserva il fisico Ethan Siegel.

La materia Oscura è necessaria per spiegare:

• rotazione di proprietà di singole galassie,
• formazione delle galassie diverse dimensioni, da ellittiche giganti alle galassie di dimensioni con la via Lattea e piccole galassie nane accanto a noi,
• interazioni tra coppie di galassie,
• proprietà ammassi di galassie e ammassi galattici su larga scala,
• spazio della rete, compreso il suo нитевидную struttura
• spettro delle fluttuazioni della radiazione cosmica di fondo,
• osservati effetti di lente gravitazionale lontane le masse
• osservata la divisione tra gli effetti della gravità e dalla presenza di materia ordinaria in caso di collisione ammassi galattici.

E su piccola scala delle singole galassie, e in tutto l'Universo, la materia oscura è necessario.

Se mettere tutto questo in un contesto resto cosmologia, crediamo che ogni galassia, compreso il nostro, contiene una massiccia diffuso alone di materia oscura che circonda il suo. A differenza di stelle, gas e polveri nella nostra galassia, che si trovano per la maggior parte nel disco, un alone di materia oscura dovrebbe essere sferica, poiché a differenza di un normale (sulla base di atomi) la materia, la materia oscura non è «appiattito», quando si schiaccia. Anche la materia oscura dovrebbe essere più denso il centro galattico e estendersi a dieci volte di più, rispetto stelle galassia. Infine, devono essere piccoli grumi di materia oscura in ogni alone.

Per riprodurre un set completo di osservazioni di cui sopra, e anche altri, materia oscura non deve avere nessuna proprietà con le seguenti: deve avere un sacco; deve interagire gravitazionalmente; deve muoversi lentamente relatività la velocità della luce; essa non dovrebbe essere molto interagire con altre forze. Tutti. Eventuali altre interazioni molto limitati, ma non sono esclusi.

Perché ogni volta che viene effettuato астрофизическое osservazione con un eccesso di normale particelle di un certo tipo — di fotoni, positroni, antiprotoni — la gente la prima cosa dicono di materia oscura?

All'inizio Di questa settimana, un team di scienziati che studia le sorgenti di radiazioni gamma intorno alla pulsar, ha pubblicato i risultati su Science. Nel loro lavoro hanno cercato di capire meglio da dove viene osservata noi l'eccesso di positroni. Positroni, agli antipodi di elettroni, di solito nascono in diversi modi: in accelerazione normali particelle abbastanza alte energie, in caso di collisione con altre particelle di sostanza e con la produzione elettrone-позитронных coppie secondo la formula di Einstein E = mc². Creiamo tali coppie nel corso di esperimenti di fisica e possiamo osservare la creazione di positroni астрофизически, sia direttamente, quando cerca di raggi cosmici, e, indirettamente, durante la ricerca energetica firma elettrone-positrone annientamento.

Questi astrofisici positronici firme si trovano vicino il centro galattico, incentrato sulla sorgenti puntiformi, come микроквазары e pulsar, situati nella misteriosa regione nostra galassia, conosciuto come il Grande Annientatore, e in parte diffusa sfondo, la cui origine è sconosciuta. Una cosa è certa: noi vediamo più positroni, che aspettiamo di vedere. E questo era noto da tempo. PAMELA è misurato, «Fermi» e ' misurato, AMS a bordo della ISS è misurato. Di recente l'osservatorio HAWC ha misurato estremamente ad alta energia, Tev-livello di raggi gamma e ha dimostrato che è molto разогнанные particelle provenienti dalla pulsar di medio livello. Ma, purtroppo, questo non è sufficiente per spiegare osservato eccesso di positroni.

Per qualche motivo, con ogni misura eccesso di positroni, con ogni osservazione astrofisica notevole fonte, che non spiega, la narrazione scorre in «non possiamo spiegare, quindi la colpa materia oscura». E questo è un male, perché ci sono un sacco di possibili astrofisici fonti, non richiedono nullaesotico, ad esempio:

• produzione secondaria di positroni e raggi gamma altre particelle,
• микроквазары o qualcos'altro, кормящее buchi neri,
• molto giovani o molto vecchi pulsar, magnetar,
• i resti di supernova.

Questo elenco non è definitivo, ma rappresenta alcuni esempi di ciò che potrebbe creare questo eccessivo.

Molti lavorano in questo campo fanno la scelta in favore di materia oscura, perché ci sarà una svolta, se la materia oscura si consuma e produce raggi gamma e particelle di materia ordinaria. Questo sarebbe uno scenario da sogno per astrofisici-i cacciatori di materia oscura. Ma pio non ha portato a grandi scoperte. E anche se la materia oscura spesso sembra essere la spiegazione eccesso di positroni, non è più probabile .

Chiedere spiegazioni a Marchio Дингус, principale ricercatore HAWC, Ethan Siegel ha ricevuto il seguente commento:

«Certo, ci sono altre fonti di positroni. Ma positroni non vanno lontano dalle sue origini, e nelle vicinanze non ci sono molte fonti. I due migliori candidati sono stati trovati HAWC, e ora sappiamo il numero di positroni, che producono. Sappiamo anche come questi positroni diffondono dalle sue origini; più lento del previsto. Anche se ci hanno confermato fonti di positroni nelle vicinanze, abbiamo scoperto che positroni molto lentamente allontanando dal suo luogo d'origine, e quindi non creano un eccesso di positroni sulla Terra. Escludendo una possibilità, facciamo altre possibilità più probabili. Tuttavia, questo non significa che positroni DEVONO provenire da materia oscura. Non intendiamo questo.»

è Molto bello, che positroni nei dati HAWC spiegano solo 1% di positroni, osservati in altri esperimenti, che punta a qualcosa di ancora come il colpevole. Quando viene effettuato il monitoraggio, exotropia con le nostre idee convenzionali, come con un surplus di astrofisici di positroni, non vale la pena di escludere che, in realtà, può essere coinvolta materia oscura. Ma è molto più probabile che altri processi astrofisici spiegano questi effetti. Quando nella scienza appare un mistero, tutti vogliono la rivoluzione, ma più spesso ricevono qualcosa di comune.