5 октября 2020

Ученые показали, как именно выглядела бы темная материя

Космос

Как изучать что-то невидимое? Это проблема, с которой сталкиваются астрономы, изучающие темную материю. Хотя темная материя составляет 85% всей материи во Вселенной, она не взаимодействует со светом. Её можно увидеть только через гравитационное влияние, которое оно оказывает на свет и другие вещества. Что еще хуже, попытки непосредственно обнаружить темную материю на Земле до сих пор не увенчались успехом.

Несмотря на неуловимое качество темной материи, о ней уже известно несколько вещей. Мы знаем, что там не просто темно, а холодно. В результате они слипаются, образуя зародыши скоплений галактик. Она также часто образует ореолы вокруг галактик, составляя большую часть массы галактики. Тем не менее, остается много вопросов о темной материи без ответа, поэтому астрономы часто разрабатывают новые модели темной материи, сравнивая их с результатами наблюдений, чтобы проверить их точность.

Один из способов сделать это — сложное компьютерное моделирование. Недавно команда из Гарвардского и Смитсоновского центров астрофизики провела детальное моделирование темной материи и дала несколько удивительных результатов.

Точность любого моделирования темной материи зависит от предположений о темной материи. В этом случае команда предположила, что темная материя состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMP) с массой примерно в 100 раз больше, чем у протона. WIMP — одна из самых популярных теорий темной материи. Подобное компьютерное моделирование темной материи WIMP проводилось и раньше. 

Ученые показали, как именно выглядела бы темная материя
J. Wang; S. Bose/Center for Astrophysics

В этом моделировании темная материя образовалась в ореолах вокруг галактик, как мы и по наблюдениям. Но что интересно, было обнаружено, что ореолы также развиваются во всех масштабах масс, от небольших ореолов планетарной массы до галактических ореолов и массивных ореолов, которые образуются вокруг скоплений галактик. Эти ореолы имеют аналогичную структуру, где они наиболее плотные к центру и становятся более размытыми по краям. Тот факт, что это происходит во всех масштабах, делает это явной особенностью темной материи.

Хотя мелкомасштабные гало слишком малы, чтобы их можно было обнаружить по их гравитационному влиянию на свет, они могут рассказать нам о том, как темная материя взаимодействует с самой собой. Одна из идей о темной материи состоит в том, что когда частицы темной материи сталкиваются, они испускают гамма-излучение. Некоторые наблюдения гамма-лучей намекают на избыток гамма-лучей, исходящий из центра нашей галактики, который может быть вызван темной материей. В этой конкретной модели большая часть гамма-излучения, производимого темной материей, будет исходить от гало меньшего размера. Поскольку масштаб ореола может влиять на энергетический спектр гамма-лучей, эта модель делает конкретные прогнозы об избытке гамма-лучей, который мы должны увидеть как в Млечном Пути, так и в других галактиках.

Темная материя остается одной из самых больших нерешенных проблем современной астрономии. Но пока остается надеяться на такие симуляции, единственные мощные инструменты для ее изучения.

Cтатьи по теме

28 сентября 2020
iPhone 12 Mini без 5G обойдется вам в $700

Инсайдеры снова все слили...

6 августа 2020
С Windows 10 можно будет запустить приложения с Android-смартфона

Новый этап взаимодействия ПК и Смартфонов уже здесь...

10 июня 2020
Короткая история пароля для компьютера

Пароль в его современном виде стал частью научного мира в 19...

20 октября 2020
Медведев: Интернет не должен контролироваться из одной страны

Заголовок немного не уместился, но стал только лучше... ...

Недавно смотрели

Просмотренно в 17:00
Скорость имеет значение: почему работать быстрее важнее, чем кажется

Очевидная выгода для быстрой работы состоит в том,...

Просмотренно в 13:35
«МегаФон» составит конкуренцию Илону Маску

Starlink по-русски...

Просмотренно в 15:52
Тейлор Свифт бьет новые рекорды

«Folklore» Тейлор Свифт стал первым альбомом за че...

Просмотренно в 08:44
Что ждёт Великобританию после Brexit? (Часть 2)

Вторая часть нашего исследования затрагивает вопро...

Просмотренно в 08:22
Как часто отшелушивать кожу

Продолжаем серию материалов про отшелушивание кожи...

Просмотренно в 12:15
Джеймс МакЭвой раскроет преступление в реальном времени

Вы когда-нибудь видели, как хороший актер плохо им...

Просмотренно в 12:10
Epic Games сделали пародию на легендарную рекламу Apple

Притом умудрились не только прорекламировать себя,...

Просмотренно в 14:15
Физическая активность может помочь избавиться от стресса

Регулярные упражнения помогли лабораторным мышам о...