Вдоль экватора Землю опоясывает тёмная материя?
Предположение о том, что Земля окружена поясом из тёмной материи, родилось как попытка объяснить расхождения в расчётах. Масса Земли, прежде определённая Международным астрономическим союзом (IAU), оказалась несколько меньше значений, полученных в ходе новых вычислений. По мнению учёных, причина кроется в гравитационном воздействии таинственной субстанции.
Существование тёмной материи впервые было предсказано в первой половине XX века. Косвенно она проявляет себя через гравитационное взаимодействие с планетами и звёздами, галактиками и скоплениями галактик, однако она никак не взаимодействует с электромагнитным излучением. Считается, что гипотетическая материя участвует лишь в двух из четырёх фундаментальных взаимодействий: слабом и гравитационном.
Вместе с тем, учитывая недавние корректировки, на долю тёмной материиприходится 26,8%, а тёмной энергии 68,3% Вселенной. Поэтому нет ничего удивительного в том, насколько учёные заинтересованы в экспериментальном исследовании этих таинственных составляющих мироздания.
"Масса планеты была подсчитана при помощи орбитальных группировок навигационных аппаратов, ─ говорит Бен Харрис (Ben Harris) из Техасского университета в Арлингтоне. ─ Мы имеемочень чёткое представление пространственного положения и орбиты наших спутников системы GPS".
Ещё в 2009 году физики заметили, что у запускаемых с Земли космических аппаратов происходят незначительные повторяющиеся изменения в скорости, которые не могут быть списаны ни на одно из известных явлений. Именно тогда впервые возникла идея объяснить существующие неточности гравитационным эффектом тёмной материи.
Пояс тёмной материи вокруг Земли, действуя на навигационные спутники, мог стать причиной расхождения в расчётах массы планеты (фото NASA).
На конференции Американского геофизического союза (AGU), проходившей с 9 по 13 декабря 2013 года в Сан-Франциско, эта сомнительная гипотеза обрела второе дыхание, поскольку учёные столкнулись с новыми расхождениями в расчётах.
Согласно представленному на конференции докладу, исследователями были учтены результаты наблюдений американской навигационной системы GPS, российской ГЛОНАСС, а также европейской Galileo. Учитывая силу притяжения, оказываемую на каждый искусственный спутник, была рассчитана масса Земли. Значения превысили прежние расчёты на 0,005-0,008%.
Хотя полученные отклонения незначительны и составляют лишь тысячную долю процента, они всё же не находят должного научного обоснования. Версия о массивном кольце тёмной материи, толщиной болеесотни километров, которое опоясывает Землю вдоль экватора, не противоречит основной теории и при этом помогает объяснить расхождения.
Добавим, что физики уже не первый год охотятся за тёмной субстанцией, пытаясь обнаружить следы её существования и узнать из чего она состоит. Среди последних наиболее крупных экспериментов, помогающих этому направлению науки, можно назвать проект LUX ("Большой подземный ксеноновый детектор"), а также пятилетнюю программу Dark Energy Survey, старт которой был дан в августе 2013 года.
http://hronika.info/neverojatnoe/13181- ... eriya.htmlТемная материя может быть очень холодной квантовой жидкостью, которая управляет формированием структур по всей Вселенной?
Вопрос сложный, но однозначно интересный. Том Бродхерст, ученый из отделения теоретической физики UPV/EHU, думает, что да. Вместе с учеными из Национального университета Тайваня, он предложил новое объяснение образованию галактик и структур во Вселенной. Работа была опубликована в журнале Nature Physics, а ее выводы контрастируют со свежими данными, предоставленными космическим телескопом Хаббл.
В космологии, холодная темная материя — это форма материи, частицы которой движутся медленно по сравнению со светом и слабо взаимодействуют с электромагнитным излучением. Считается, что только ничтожно малая часть материи во Вселенной является барионной материей, из которой образовались звезды, планеты и живые организмы. Остальное (больше 80%) представлено темной материей и энергией.
Теория холодной темной материи помогает объяснить, как развивалась Вселенная из своего первоначального состояния до нынешнего распределения галактик и скоплений, структуры Вселенной на больших масштабах. В любом случае эта теория не может удовлетворительно объяснить некоторые наблюдения. Однако последнее исследование Бродхерства и его коллег проливает новый свет на эту точку зрения.
Как объясняет сам исследователь, «руководствуясь начальным моделированием образования галактик в этом контексте, мы заново интерпретировали холодную темную материю как конденсат Бозе-Эйнштейна». Таким образом, «ультралегкие бозоны, образующие конденсат, делят одну квантовую волновую функцию, поэтому модели возмущений формируются на астрономических масштабах в виде крупномасштабных волн».
Эта теория позволяет предположить, что все галактики в этом контексте должны в своих центрах обладать крупными стационарными волнами темной материи — солитонами, что могло бы объяснить загадочное поведение ядер обычных карликовых галактик.
На изображении выше показано сравнение радиальных профилей плотности галактик, которые ученые отобразили с солитонами в центре каждой галактики и окружающим гало. Солитоны в меньших галактиках шире, но обладают меньшей массой.
На изображении слева снизу показано, что, если сравнить, распределение материи на крупных масштабах — между волнами темной материи — похоже на распределение материи с обычными частицами темной материи.
Изображение справа показывает, что в галактиках эта структура отличается в зависимости от интерпретации волны; исследование предсказывает, что солитон темной материи в центре окружен обширным гало темной материи в форме большого «пятна», которое представляет собой медленно флуктуирующие плотные волны. Такое предположение должно решить проблему ядер малых галактик.
Исследование также позволяет предположить, что галактики в таком контексте образовались относительно поздно, если сравнивать с интерпретацией с учетом стандартных частиц холодной темной материи. В данный момент команда ученых сравнивает свои прогнозы с наблюдениями, сделанными космическим телескопом Хаббл.
Результаты могут быть весьма интересными. Не исключается возможность того, что темная материя может быть очень холодной квантовой жидкостью, которая управляет формированием структур по всей Вселенной.
http://hronika.info/neverojatnoe/44490- ... -foto.html