A fizikai törvények, valamint a standard modell és az általános relativitáselmélet sikerének megértése mellett az Univerzumban számos megfigyelhető jelenség található, amelyek nem magyarázhatók. Az univerzum tele van rejtélyekkel, a csillagképződéstől a nagy energiájú kozmikus sugarakig. Bár fokozatosan fedezzük fel magunk számára a teret, még mindig nem tudunk mindent. Például tudjuk, hogy létezik sötét anyag, de nem tudjuk, hogy milyen tulajdonságokkal rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy minden ismeretlen hatást tulajdonítanunk kell a sötét anyag megnyilvánulásainak?
A sötét anyaggal kapcsolatban annyi rejtély van, ahány bizonyíték létezik. De a sötét anyagot okolni az űr minden titokzatos megnyilvánulásáért nemcsak rövidlátó, hanem helytelen is. Ez történik, amikor a tudósokból kifogynak a jó ötletek.
Két fényes nagy galaxis a Kóma Klaszter közepén, egyenként több mint egymillió fényév nagyságú. A külterületen levő galaxisok a sötét anyag nagy halójának létezésére utalnak az egész klaszterben.
A sötét anyag az Univerzumban mindenütt megtalálható. Először az 1930-as években konzultáltak az egyes galaxisok gyors mozgásának elmagyarázására a galaxishalmazokban. Ez azért történt, mert a hétköznapi anyag - protonokból, neutronokból és elektronokból álló anyag - nem elegendő a gravitáció teljes mennyiségének magyarázatához. Ide tartoznak a csillagok, a bolygók, a gáz, a por, a csillagközi és az intergalaktikus plazma, a fekete lyukak és minden más, amit mérhetünk. A sötét anyagot alátámasztó bizonyítékok számosak és meggyőzőek, amint azt Ethan Siegel fizikus megjegyezte.
Sötét anyagra van szükség a magyarázathoz:
- az egyes galaxisok forgási tulajdonságai, - különböző méretű galaxisok képződése, az óriási elliptikusaktól a - Tejút méretű galaxisokig és a közeli apró törpe galaxisokig, Promóciós videó:
- kölcsönhatások a galaxispárok között, - a galaxishalmazok és a galaxishalmazok nagy léptékű tulajdonságai, - űrhálózat, beleértve annak rostos felépítését, - kozmikus mikrohullámú háttéringadozások spektruma, - távoli tömegek gravitációs lencsézésének megfigyelt hatásai, - a gravitáció és a közönséges anyag jelenléte közötti megfigyelt különbség a galaktikus klaszterek ütközéseiben.
Mind az egyes galaxisok kis skáláján, mind az egész Univerzum skáláján sötét anyagra van szükség.
Mindezt a többi kozmológia kontextusába helyezve úgy gondoljuk, hogy minden galaxis, beleértve a sajátunkat is, hatalmas, diffúz sötét anyag glóriát vesz körül. A galaxis csillagaitól, a gáztól és a portól, amelyek többnyire a lemezen vannak, ellentétben a sötét anyag glóriájának gömb alakúnak kell lennie, mivel a közönséges (atom-alapú) anyaggal ellentétben a sötét anyag nem "laposodik" össze, amikor kinyomja … A sötét anyagnak sűrűbbnek kell lennie a galaktikus központ közelében, és tízszer messzebb kell nyúlnia, mint maga a galaxis csillagai. Végül mindegyik glóriában legyenek kis sötét anyagcsomók.
A fent felsorolt megfigyelések teljes sorozatának és másoknak a reprodukálásához a sötét anyagnak a következőkön kívül más tulajdonságokkal kell rendelkeznie: tömegének kell lennie; gravitációsan kell kölcsönhatásba lépnie; lassan kell mozognia a fénysebességhez képest; nem szabad erősen kölcsönhatásba lépnie más erőkön keresztül. Összes. Minden más interakció szigorúan korlátozott, de nem kizárt.
Miért akkor, amikor egy asztrofizikai megfigyelést végeznek egy bizonyos típusú közönséges részecske - fotonok, positronok, antiprotonok - feleslegével, az emberek elsősorban a sötét anyagról beszélnek?
A hét elején egy, a pulzusok körüli gammasugárzás forrásait kutató tudóscsoport publikálta eredményeit a Science-ben. Munkájuk során megpróbálták jobban megérteni, honnan származik az általunk megfigyelt positronfelesleg. A pozitronok, az elektronok antipódái általában többféle módon születnek: amikor a közönséges részecskék kellően nagy energiákra gyorsulnak fel, amikor összeütköznek más anyagrészecskékkel, valamint az elektron-pozitron párok előállításával Einstein E = mc2 képlete szerint. Ilyen párokat hozunk létre fizikai kísérletek során, és asztrofizikailag figyelhetjük meg a pozitron létrejöttét, mind közvetlenül, mind a kozmikus sugarak keresése során, mind közvetve, az elektron-pozitron megsemmisítés energia-aláírásának keresésében.
Ezek az asztrofizikai pozitron-aláírások a galaktikus központ közelében fordulnak elő, olyan pontforrásokat céloznak meg, mint a mikrokvazárok és a pulzárok galaxisunk egy titokzatos régiójában, amely Nagy Annihilátor néven ismert, és egy diffúz háttér egy részében, amelynek eredete ismeretlen. Egy biztos: több positront látunk, mint amire számítunk. És ez már régóta ismert. PAMELA mérte, Fermi mérte, az ISS fedélzetén lévő AMS mérte. A közelmúltban a HAWC obszervatórium rendkívül nagy energiájú, TeV-szintű gammasugarakat mért és kimutatta, hogy ezek erősen felgyorsított részecskék, amelyek középszintű pulzárokból származnak. De sajnos ez nem elegendő a pozitronok megfigyelt feleslegének magyarázatához.
Valamilyen oknál fogva a positronok feleslegének minden mérésével, egy asztrofizikai forrás minden megfigyelésével, amely nem magyarázza meg, az elbeszélés "nem tudjuk megmagyarázni, tehát a sötét anyag a hibás". És ez azért rossz, mert sok olyan asztrofizikai forrás létezik, amelyek nem igényelnek semmi egzotikát, például:
- pozitronok és gammasugarak másodlagos termelése más részecskék által, - mikrokvazárok vagy valami más, ami fekete lyukakat táplál, - nagyon fiatal vagy nagyon régi pulzárok, magnetárok, - szupernóva maradványok.
Ez a lista nem végleges, de néhány példát tartalmaz arra, hogy mi hozhatja létre ezt a többletet.
Sok ezen a területen dolgozó ember a sötét anyag mellett dönt, mert áttörés lenne, ha a sötét anyag megsemmisítené és előállítaná a gamma sugarakat és a hétköznapi anyag részecskéit. Ez egy álom forgatókönyv lenne a sötét anyagra vadászó asztrofizikusok számára. De a vágyálom soha nem vezetett nagyobb felfedezésekhez. Míg a sötét anyagot leggyakrabban a pozitron többlet magyarázataként mutatják be, ez nem valószínűbb, mint az idegenek, akik megmagyarázzák Tabby csillagát.
Miután magyarázatot kért Brenda Dingus-tól, a HAWC vezető nyomozójától, Ethan Siegel a következő megjegyzést kapta:
„Kétségtelen, hogy a positronoknak más forrásai is vannak. De a pozitronok nem tévednek messze a forrásaiktól, és a közelben nincs sok forrás. A két legjobb jelöltet a HAWC fedezte fel, és most már tudjuk az általuk előállított positronok számát. Azt is tudjuk, hogy ezek a positronok hogyan diffundálnak a forrásaikból; a vártnál lassabban. Bár megerősítettük a közeli positronok forrásait, felfedeztük, hogy a positronok nagyon lassan távolodnak el származási helyüktől, ezért nem hoznak létre többletet a pozitronokról a Földön. Az egyik lehetőség kiküszöbölésével valószínűbbé tesszük a többi lehetőséget. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a positronoknak KELL a sötét anyagból származniuk. Nem ezt értjük."
Figyelemre méltó, hogy a HAWC adatainak pozitronjai a más kísérletek során látható pozitronok csupán 1% -át teszik ki, másra utalva, mint a nap hőseire. Ha olyan megfigyelést hajtanak végre, amely ellentétes a hagyományos elképzeléseinkkel, például az asztrofizikai positronok feleslegével, nem szabad kizárni, hogy a sötét anyag is érintett lehet. Sokkal valószínűbb, hogy más asztrofizikai folyamatok magyarázzák ezeket a hatásokat. Amikor a rejtély megjelenik a tudományban, mindenki forradalmat akar, de gyakran kap valami rendes dolgot.
Ilya Khel