тъмна материя

Скрити маса (в космологията и астрофизиката като тъмна материя английски тъмната материя, тъмната материя.) - общото име настроен на астрономически обекти, които са недостъпни за насочване на наблюдения на съвременните средства за астрономия (т.е. не излъчващи електромагнитни или потока от неутрино достатъчно наблюдения интензитет), но се наблюдава косвено тежестта на ефектите върху видимите обекти; невидима субстанция, съставляващи 90% от масата на Вселената.

Общият проблем на скрита маса се състои от два проблема:

* Астрофизика, т.е. противоречия наблюдава масово гравитационно обвързани обекти и техните системи, като галактиките и техните клъстери с наблюдаваните параметри, определени от гравитационните ефекти; Смята се, че тъмната материя (скрита маса) лепила звезди в галактиката.
* Космологичен - Противоречия наблюдава космологични параметри, получени за свят Astrophysical плътност носител на данни.

Масата на галактични купа: проблемът Zwicky

С развитието на рентгенова астрономия в галактически клъстери са открити рентгеново излъчване на горещо (загрява до температури от около 106 К) на газа за пълнене междугалактически среда - това е, е установено, скрит маса порциите такива клъстери. Въпреки това, сумата на наблюдавания масата на газа с наблюдаваните масите на Galaxy клъстери не са дадени тегло, не е достатъчно да държи галактиките нито да държи газ в клъстери.

Гравитационна леща на фонови галактики и техните клъстери

Един от косвените методи за оценка на тегло е галактики гравитационното леща на фон (намира се на наблюдение линия зад тях) на обектите. В този случай гравитационното леща ефект може да се прояви като изкривяване фоново изображение обект или появата на неговите многобройни виртуални образи. Решаването на проблема с обратен, т.е. изчисляването на гравитационното поле, необходимо за получаване на тези изображения, позволява да се изчисли масата на гравитационното обектив - струпване от галактики. В този случай, изчислените стойности са много по-добри наблюдава.

Естеството и състава на скритата маса

В допълнение към прякото наблюдение на гравитационното маса от латентните ефекти на редица обекти, които са трудно да се наблюдава директно, но което може да допринесе за състава на скритата маса. Понастоящем се счита обекти барионна и барионни природни ако първите са достатъчно добре познати астрономически обекти, като кандидати за втория считат неутрино стрейнджлет хипотетични елементарни частици, получени от класически КХД (axions) и суперсиметричните разширения квантовата полеви теории.

На ролята на "атомите" на тъмната материя номиниран vimpsy. Според предположенията на учените (Нилс Бор институт) тъмна материя може да бъдат групирани в топките с диаметър 20 см и тегло от 100 милиона тона.

Масови обекти галактически хало

Да обясни отклонение при въртене скорост галактични обекти от Keplerian трябва да приемем, наличието на огромни тъмни ореол галактики. Чрез масивни обекти галактически ореоли (Масови Astrophysical Compact Halo предметите, MACHO) включват ниско на излъчване компактни обекти, главно ниска маса звезди - кафяви джуджета substars или много масивна yupiteropodobnye планета маса не е достатъчно, за да започне слети реакции в интериора им, охлажда бели джуджета, неутронни звезди и черни дупки.

Междугалактически газ: Lyman-алфа дърво

За разлика от по-горе споменатите горещ газ галактически клъстери, излъчващ рентгенови лъчи, квазарите спектрите на наблюдение показват достатъчно масивни междугалактически водородни облаци. В квазар спектри с висока червено изместване се наблюдава множество разселени линии (линии "горски") абсорбция Lyman-алфа водородни образувани чрез водородни облаци набор разположени на различно разстояние по протежение на линията на зрение. Подобно явление се нарича Lyman-алфа дърво (Engl. Lyman-алфа гора).

Non-барионна тъмна материя

Според съвременните концепции, само около 4,4% от масата на Вселената е обикновен барионна материя. Приблизително 23% е не-барионна тъмната материя, не участват в силни и електромагнитните взаимодействия. Това се случва само в гравитационните ефекти.

В зависимост от скоростта на частиците се разграничи топла и студена тъмна материя. Горещи тъмната материя се състои от частици, пътуващи със скорост близка до очевидно от неутрино.

Горещи тъмната материя не е достатъчно, в съответствие със съвременните идеи, за формирането на галактики. CMB структура проучване показа, че има много малка плътност колебания вещество. Бързо движещи се гореща тъмна материя не може да се образува такава фина структура.

Студеният тъмната материя трябва да се състои от масивна движат бавно (в този смисъл, "студени") частици или съсиреци по същество. Експериментално, тези частици не са открити.

Като кандидати за студена акт тъмна материя слабо взаимодействащи масивни частици (Слабо интерактивни Масови частици, WIMP), като axions партньори и супер-леки фермиони бозони - photino, gravitino сътр.

За първи път предположението за съществуването на материята, което взаимодейства с обикновената материя само чрез гравитацията, тя е в началото на ХХ век във връзка с аномална прецесия на перихелия на Меркурий. Въпреки това, този проблем е решен през 1916 г. Albertom Eynshteynom заради неговата обща теория на относителността, vnosshey на теория на гравитацията, съответстващо изменение на орбитално движение на Нютон, изчерпателно обяснение на наблюдаваните явления и това беше първото потвърждение на общата теория на относителността.

Скрити маса и космологични параметри: проблемът за тъмната енергия

Един от основните проблеми на космологията е, че на средната кривината на пространство и скоростта на разширяване на Вселената. Ако кривината на пространството е нула или отрицателна, разширяване на свят настъпва неограничено (плосък отворен модел на вселената и); ако кривината е положителен, разширяването на вселената трябва да се дава път на свиване (затворен модел на Вселената). От друга страна, в (GRT) съгласно обща теория на относителността, средната кривина на пространството на Вселената зависи от средната плътност нула съответства на извивката на Ωcrit критичната плътност

10-29 г / смз, еквивалентни на около 5 водородни атома на m³. Все пак, въпреки факта, че наблюдаваното стойността на средната плътност на светещата материя Ωvis е около 1% от най-важните наблюдения показват, че кривината на вселената близо до нула, т.е.. Д. Ω съвсем близо до Ωcrit

Състав според вселена WMAP

Алтернатива на тъмната материя

Има редица опити за намиране на алтернативни обяснения за тъмната материя криви галактика въртене. Те възлизат на промяна в законите на гравитационното взаимодействие в голям мащаб. Един от най-обсъжданите алтернативи - теорията на МОНД (модифицирана нютонова динамика), първоначално предложено още през 1983 Mordehaem Milgromom като феноменологичната обяснение на криви, но който, както сега виждаме, и имаше прогностична способност за въртене извивките на LSB галактики. Тази теория е доскоро не е релативистично, се опитва да го включи релативизиране тензор-вектор-скаларна тежестта теория (Teves) и модифициран Мофат тегло (MOG). Dzhoel Bronshteyn и Джон Мофат MOG прикрепен към проблема на въртене криви на галактики и демонстрира нейната пригодност за проба от повече от 100 LSB, HSB и галактики-джуджета. Всяка една от тези галактики ротационни криви пасват без необходимост от латентна масово използване на налични само фотометрични данни (звездното вещество и видима газ).

Трябва да се отбележи обаче, че МОНД и неговите обобщения са теории за специална, измислени специално за разясняване на ротационни криви на галактиките, и те са изправени пред сериозни трудности при разширяване към други системи. Например, перспективите за МОНД съответствие космологията на ранната Вселена не са ясни, и тя прогнозира, профили на плътността и температурата на горещия газ в галактични купа силно несъгласие с наблюдаваното.