Теория темного диска разжигает споры
В 1932 году голландский астроном Ян Оорт подсчитал звезды в Млечном Пути и обнаружил, что их не хватает. Оценив, как звезды покачиваются вверх-вниз, подобно лошадкам на карусели, двигаясь через плоскость галактики, Оорт подсчитал, что материи, которая оказывает на них гравитационное влияние, должно быть в два раза больше, чем видно. Он также предположил существование невидимой «темной материи» и допустил, что она должна быть сконцентрирована в диске, чтобы объяснить движение звезд. В нашу эпоху повальных исследований темной материи, спорную идею о том, что темная материя сконцентрирована в тонком диске, спасли от научного забвения.
Несмотря на постулаты Оорта, открытие темной материи — невидимого и неопределенного вещества, на которое приходится пять шестых массы Вселенной, — принадлежит швейцарско-американскому астроному Фрицу Цвикки, который вывел ее существование из относительных движений галактик в 1933 году. Оорт посчитал свою находку ложной. К 2000 году обновленные запасы «недостающей» массы в Млечном Пути, вроде тех, которые предположил Оорт, были обнаружены в слабых звездах, газе и пыли, и в темном диске не стало необходимости. Восемьдесят лет намеков указывали, что темная материя, чем бы она ни являлась, образует сферические облака — гало — вокруг галактик.
Во всяком случае так решили охотники за темной материей. И хоть идея темного диска оказалась в опале, она никогда не уходила насовсем. Не так давно Лиза Рэндалл, известный профессор физики Гарвардского университета, спасла идею темного диска от научного забвения и даже присудила ей активную роль в жизни галактик.
Предлагая свою модель в 2013 году, Рэндалл и ее коллеги утверждали, что темный диск мог бы объяснить гамма-лучи, идущие от центра галактики, распределение карликовых галактик вокруг галактики Андромеды и Млечного Пути, и даже периодические падения комет и массовые вымирания на Земле.
Но астрофизики, которые ведут инвентаризацию Млечного Пути, запротестовали, утверждая, что общая масса галактики и покачивание ее звезд слишком хорошо совпадают, чтобы оставалось место для темного диска. «Она намного более ограничена, чем считает Лиза Рэндалл», — говорит Джо Бови, астрофизик из Университета Торонто.
Теперь Рэндалл, которая разработала несколько важных идей на крупные темы фундаментальной физики, наносит ответный удар. В документе, размещенном на прошлой неделе в The Astrophysical Journal, Рэндалл и ее студент Эрик Крамер, нашли место для диска в анализе Млечного Пути: «Существует важная деталь, которую проглядели, — пишут они. — Диск может освободить место для самого себя».
Если через «срединную плоскость» галактики проходит темный диск, предполагают Рэндалл и Крамер, тогда он будет гравитационно стягивать вещество внутрь, что приведет к повышенной плотности звезд, газа и пыли в срединной плоскости. Ученые обычно оценивают общую видимую массу Млечного Пути, экстраполируя на основе плотности средней плоскости; если же будет стягивающий эффект, эта экстраполяция приведет к преувеличению видимой массы и ощущению, что масса соответствует движению звезд. «По этой причине множество предыдущих исследований не видели свидетельства существования темного диска», говорит Крамер. Вместе с Рэндалл они выяснили, что тонкий темный диск более чем возможен, и в некотором смысле его присутствие предпочтительнее, чем отсутствие.
«Работа Лизы открывает это дело заново», говорит Крис Флинн из Технологического университета Суинберна в Мельбурне, Австралия, который вместе с Йоханом Холмбергом провел серию «инвентаризаций» Млечного Пути, которые, казалось, начисто смели все возможности для темного диска.
Бови не согласен. Даже принимая во внимание стягивающий эффект, он оценивает, что не более 2% общего количества темной материи может лежать в темном диске, в то время как остальная должна образовать гало. «Я думаю, большинство людей хочет выяснить, где 98% темной материи, а не 2%», говорит он.
Эти дебаты — и судьба темного диска — вероятно, очень скоро разрешатся. Спутник Gaia Европейского космического агентства в настоящее время обследует положения и скорости миллиарда звезд, и окончательный инвентарь Млечного Пути может быть составлен уже к концу следующего лета.
Открытие темного диска любого размера было бы чрезвычайно показательным. Если он существует, темная материя будет намного сложнее, чем считали ученые. Материя собирается в форму диска только будучи способной излучать энергию, и лучший способ излучить достаточно энергии — это если она сформирует атомы. Существование темных атомов означало бы, что темные протоны и темные электроны, которые заряжены подобно видимым протонам и электронам, взаимодействуют между собой с помощью темной силы, переносимой темными фотонами. Даже если 98% темной материи инертны и образуют гало, существование даже тонкого темного диска означало бы «темный сектор» неизвестных частиц, распространенных в нашей Вселенной.
«Обычная материя довольно сложна; есть важные вещи, которые играют роль в томах, а есть которые не играют», говорит Джеймс Буллок, астрофизик Калифорнийского университета в Ирвине. «Нетрудно представить, что другие пять шестых материи во Вселенной довольно сложные, и что есть определенный темный сегмент, который связывает атомы».
Представление о том, что темная материя может быть сложной, появилось не так давно, на фоне астрофизических аномалий, которые не вяжутся с давно сложившейся картиной темной материи как пассивных, медлительных «слабо взаимодействующих массивных частиц». Эти аномалии, а также неудачные попытки экспериментально обнаружить вимпы по всему миру слегка ослабили парадигму вимпов и возвестили новую эру, свободную для всех теорией, поэтому любая теория может оказаться верной.
Эта область начала появляться где-то в 2008 году, когда эксперимент PAMELA обнаружил избыток позитронов (по сравнению с электронами), приходящий из космоса — асимметрию, которая подогрела интерес к «асимметричной темной материи», ныне популярной модели, предложенной Катрин Цурек и ее коллегами. В то же время появились новые идеи касательно вимпов. «Были строители моделей вроде меня, которые поняли, что темная материя была недостаточно проработана в этом направлении», говорит Цурек, работающая сейчас в Национальной лаборатории Лоренса Беркли в Калифорнии. «Поэтому мы погрузились в него».
Другим триггером была плотность карликовых галактик. Когда ученые пытаются имитировать их формирование, карликовые галактики обычно оказываются слишком плотными в своих центрах, пока ученые не поняли, что частицы темной материи могут взаимодействовать между собой с помощью темных сил. Но излишняя интерактивность, однако, рушит модели образований структур в ранней Вселенной.
«Мы пытаемся выяснить, что можно добавить», говорит Буллок, который тоже занимается строительством этих моделей. Большинство модельеров добавляют слабые взаимодействия, которые не оказывают эффекта на форму гало темной материи. «Но что примечательно, есть класс темной материи, который позволяет оформиться дискам». В таком случае лишь крошечная доля частиц темной материи будет взаимодействовать, но останется достаточной сильной, чтобы рассеивать энергию — и затем формировать диски.
Рэндалл и ее коллеги Джиджи Фан, Андрей Кац и Мэтью Рис в 2013 году пошли по дорожке, проторенной Оортом: попытались объяснить очевидную аномалию Млечного Пути. Так называемая «линия Ферми» представляет собой излишек гамма-лучей определенной частоты, приходящих из галактического центра. «Обычная темная материя не могла бы аннигилировать достаточно, чтобы произвести линию Ферми», говорит Рэндалл, «поэтому мы подумали: что, если она намного плотнее?». И так темный диск получил вторую жизнь. Линия Ферми исчезла, когда появилось больше данных, но идея диска жила. В 2014 году Рэндалл и Рис предположили, что диск мог бы оказаться ответственным за интервалы в 30-35 миллионов лет между нарастающей активностью комет и метеоров, которую некоторые ученые связывают с периодическими массовыми вымираниями. Каждый раз, когда Солнечная система покачивается вверх или вниз на галактической карусели, сказали они, гравитационный эффект диска может дестабилизировать камни и кометы в облаке Оорта — свалке на задворках нашей Солнечной системы, названной в честь Яна Оорта. Эти объекты отправляются крутиться во внутренней Солнечной системе, а некоторые попадают в Землю.
Но Рэндалл и ее команда сделали лишь беглый — и неправильный — анализ того, как много места в общей массе Млечного Пути остается для темного диска, опираясь на движения звезд. В среде астрофизиков их заявления сочли возмутительными.
Рэндалл, известная своим упорством среди коллег, привлекла к делу Крамера, чтобы тот ответил на критику и сгладил все морщины в анализе, прежде чем станут доступны данные Gaia. Новый анализ показал, что в случае существования темный диск не может быть столь же плотным, как изначально полагала ее команда. Но для тонкого темного диска место все же нашлось, в связи с его стягивающим эффектом и дополнительной неопределенностью, вызванной чистым дрейфом звезд Млечного Пути.
Крис Макки из Калифорнийского университета в Беркли выявил новую проблему, о которой написал в The Astrophysical Journal. Макки признал, что тонкий темный диск все еще может втиснуться в запас массы Млечного Пути. Но он может быть настолько тонким, что просто коллапсирует. Ссылаясь на исследования 60-х и 70-х годов, Макки и его коллеги пишут, что диски не могут быть намного тоньше, чем диск видимого газа в Млечном Пути, без фрагментирования. «Возможно, темная материя обладает свойствами, которые отличаются от свойств обычной материи и препятствуют этому, но я не знаю, что бы это могло быть», говорит Макки.
Рэндалл пока не отразила эту последнюю атаку, называя ее «хитрым вопросом, который изучается». Она также согласилась с точкой зрения, высказанной Бови — что диск заряженных темным атомов несущественен по сравнению с природой 98% темной материи. Теперь она исследует возможность того, что вся темная материя может быть заряжена одной темной силой, но из-за избытка темных протонов по сравнению с темными электронами, лишь крошечная фракция становится связанной в атомах и выносится в диск. В таком случае диск и гало должны состоять из одних и тех же ингредиентов, «что было бы более экономно», говорит она. «Мы думали, это можно исключить, но не получилось».
Пока что темный диск живет — как символ всего, что известно о темной стороне Вселенной. «Я думаю, что для этой области очень и очень круто, что есть люди, которые рассматривают самые разные идеи», говорит Буллок. «Потому что мы понятия не имеем, что это такое — темная материя, и должны быть открытыми для всего».
http://hi-news.ru/research-development/teoriya-temnogo-diska-razzhigaet-spory.html
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
МЕНЮ
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - ...
Последние аномальные новости

Армада НЛО над Гавайями

Белых жирафов засняли в Кении

Библейские теоретики спорят о Конце света

Ведущий Битвы экстрасенсов уже знает имена финалистов

Вервольфы бродят по городам Великобритании

Гитлер прожил остаток жизни в Аргентине

Доказано спонтанное зарождение жизни

Завершилась восьмимесячная имитация жизни на Марсе

Загадочная смерть туриста на перевале Дятлова

Запечатлели таинственную Нибиру

Интуиция - тонкое понимание важных вещей

Нашли крупную планету за орбитой Нептуна

Нибиру уже здесь. Мы все будем уничтожены

НЛО заметили в районе Купчино

Новое учение из России уже пришло

Новый телескоп увидит поверхность ближайших экзопланет

Огромные залежи льда нашли на Меркурии

Почему не бывает толстых привидений

Проклятый участок Транссиба

Сбой в Матрице. Шесть девушек пришли на свадьбу в одинаковых платьях

Секретная база нацистов в Антарктиде

Тайны древнего рудника Кан-и-Гут

Человека-мотылька видели в Чикаго

Что было бы с динозаврами, если бы они не вымерли

Что мешает добыче ископаемых на астероидах

Экзопланета Gliese 1132b - двойник Венеры

Экстрасенс назвал дату Третьей мировой войны

Букмекеры начали прием ставок на Конец света

Девятая планета продолжает терзать умы астрономов

Депутата Поклонскую нашли на старой картине

Для чего древние строили пирамиды по всей Земле

Женщина после падения с лошади заговорила с акцентом

Инопланетяне разрушили радиотелескоп Грин-Бэнк

Инопланетяне сдвинули кусок земли у села Бозай

Как появились первые запасы кислорода на Земле

Как ученые создают искусственные миры

Крокодил напал на шамана и утащил его под воду

Люди-киборги среди нас

Мир ждет атомная война и вторжение инопланетян

Над Йоркширом пролетела летающая тарелка

Найден вход в подводную базу инопланетян

Нашли пару сверхтяжелых черных дыр

Огни землетрясений появились над Калифорнией

Он был полвека подопытным кроликом для инопланетян

Призрачный храм у Ново-Иерусалимского монастыря

Рыбу-лягушку приняли за пришельца

Рычащую пятнистую рыбу поймали в Новосибирске

Системы подземных туннелей под Европой

Способы уничтожить человечество из космоса

Таинственная резня овец

Тюменцы обнаружили НЛО над городом

Что предсказывали России в разное время

База инопланетян находится в Хьюстоне

Древних гигантов нашли на Аляске

Женщина 24 года ищет снежного человека

Загадка древних ворот Тонга

Инопланетяне прилетят не для знакомства

Искусственный интеллект уничтожит человечество

Колокольчик найден в куске древнего угля

Люди нашедшие своих двойников в музее

Места существование которых не доказано

Мумии из Перу оказались инопланетянами

Полет яркого НЛО над Алматы

Полицейские сняли инопланетянина

Почему молчат инопланетяне

Причудливый летающий объект над Британией

Свет на экзопланетах отличается от земного

Сколько лет Большому Сфинксу

Стационарные волны неизвестного происхождения на Венере

Существует ли внеземная жизнь

Удивительная экзопланетная система TRAPPIST-1

Утёс в Китае откладывает каменные яйца

Феномен Небесных лесок

Чертовщина на российских дорогах

Чудные облака над Мурманском

Экзорцист предрекает Апокалипсис

Ясновидящая предсказывает катаклизмы Калифорнии

Родиной игровой рулетки является Франция

В ближайший месяц США уничтожит мегацунами

Ватикан готовит общественность к встрече с инопланетянами

Где в Казани можно встретить дома с привидениями

Девушка из Англии от смеха засыпает

За увлечение мистикой нужно заплатить 500 гривен

Загадочные менгиры Кабардино-Балкарии

Инопланетяне выкачали воду из озера Риско

Ледниковый период может длиться вечно

Лицо инопланетянина обнаружили на Марсе

Мистические легенды БАМа

Над Африкой взорвался метеорит

Найдена могила Джека Потрошителя

Новый визит человека-мотылька в Чикаго

Обнаружили следы самого древнего существа

Обнаружили экзопланету, похожую на комету

Призраки парка Чизмен в Денвере

Путешествие человека во времени

Радиолюбитель обнаружил затерянную Атлантиду

Рядом с черной дырой человек не будет стареть

Скоро будет раскрыта тайна бессмертия

Скоро люди смогут общаться с помощью телепатии

Солисты мюзикла побывали в доме с призраками

Умерла старейшая жительница планеты

Чупакабра убила кроликов в Бирском районе

Мир азарта безграничен

В свободное время обязательно поиграйте на игровых автоматах

Взрывы сверхновых опровергают существование темной энергии

Городские легенды Тверской области

Грядущие Концы света

Диета увеличивает продолжительность жизни

Идентифицировали загадочное существо на пляже Техаса

Йови - австралийский снежный человек

Искусственный интеллект распознает Альцгеймер за годы до врачей

Какие тайны хранит Салбыкский курган

Места где вас поджидают хрономиражи

Наследие атлантов в пирамиде Хеопса

Памяти исследователя Андрея Склярова

Призрак умершего мужа не пускал свою жену домой

Призраки Лузнавской усадьбы

Прощальный снимок Кассини

Солнце грозит человечеству катастрофой

Турист снял НЛО над Мачу-Пикчу

Удивительные места в заповедной зоне Цыпово

Уфолог отдаст $100 000 тому, кто найдёт инопланетянина

Человеческий мозг планируют подключить к интернету

Что происходит с Солнцем и чего от него ожидать в будущем

Группу НЛО наблюдали в Неваде во время грозы

Душа женщины приблизилась к самому Аду

Загадочный геоглиф человека Марри

Как увидеть во сне свое будущее

Какая волшебная обувь фигурирует в легендах

Климатическое оружие. Властелины погоды

Кэти Перри хочет стать иллюминатом

Мотылек-чудовище сгорел в норвежском маяке

Нашли гробницу древнего правителя майя

Неизвестное дикое племя нашли в джунглях Бразилии

Нибиру уничтожит Землю в сентябре

НЛО пролетел над Сербией

НЛО сфотографировали в Аризоне

Пожилые супруги увидели армаду НЛО над морем

Призрак женщины в парке Гуисачан-Херитедж

Проклятие острова Оук

Путешественник во времени Джон Тайтор

Создали карту запасов воды на Луне

Тайное правительство пичкает Трампа лекарствами

Человечество оказалось на 2 миллиона лет старше

Адская экзопланета с титановыми облаками

Гигантскую рыбу-луну скормили медведям

Два НЛО были сняты с МКС

Ждем полную переполюсовку Земли

Коллективный разум. Будущее роботов

Мистические места Харькова

Нехорошее место под храмом Христа Спасителя

НЛО в небе над Благовещенском

Обладатели отрицательного резус-фактора имеют инопланетную ДНК

Обнаружены еще три суперземли

Подводная база инопланетян в озере Большой Калыгирь

Последний полет Кассини

Призрачный мальчик гостиницы Эден

Пришельцы с Плеяд живут в Аргентине

Самая темная экзопланета

Следующим придет Зверь из Земли

Тень инопланетного корабля обнаружена на Марсе

Шаровая молния. Самое таинственное природное явление

Экспедиция на Марс состоится в ближайшие 20 лет

Ясновидящий Джо Брандт предсказал гибель США и Японии

Азартные слот-машины

База инопланетян в кратере Тихо

Барельефы с инопланетянами нашли мексиканской пещере

Воды великой русской реки Волги скрывают много тайн

Вундеркинд в 10 лет поступила в институт

Два НЛО наблюдали недалеко от города Блоунтвиль

За сутки до землетрясения в небе Мексики видели множество НЛО

Загадка Перевала Дятлова повторилась на Сейдозере

Загадочная катастрофа над Зоной 51

Инопланетяне виновны в последних вспышках на Солнце

Какими будут машины в 2040 году

Лик Путина появился в небе во время урагана Ирма

Мурманские рыбаки поймали треску весом 35 кг

Найдены новые неуязвимые формы жизни

НЛО заметили в Северной Осетии

НЛО заметили во время грозы

НЛО пролетел над головами очевидцев

Обломки НЛО нашли на дне марсианского озера

Обнаружили экзопланету со светящейся водой

Падение астероида помешало зарождению жизни на Марсе

Следы славянской цивилизации нашли в Нью-Йорке

Спрей для привлечения бигфута

Подписка на новости сайта
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика