Природата на тъмната материя е нова теория за нейния състав Evenimentul Zilei
Автор: Cătălina Oana Curceanu/Дата на публикуване: 13-09-2020 10:09
Във Вселената има галактики, които изглежда имат много по-малко тъмна материя от другите. Това „изчезване“ на тъмната материя в тези галактики е помогнало на изследователите да научат повече за възможната природа на частиците, които биха съставили тъмната материя.
Доколкото знаем Вселената е съставена предимно от тъмна материя и енергия. Тъмната материя е около 5-6 пъти повече от „нормалната“ материя във Вселената. Нарича се тъмно, защото не излъчва и поглъща светлина, т.е. фотони.
От друга страна, изглежда, че тази тъмна материя не взаимодейства с нормалната материя чрез други известни взаимодействия - например ядрена сила. Тя обаче остава сила, която принадлежи както на нормалната, така и на тъмната материя: гравитационната. Това е силата, която позволи на изследователите да открият тъмната материя - тя привлича нормалната материя и определя как ще се движи във Вселената и галактиките.
Галактиките често изглеждат забулени в облак от тъмна материя, ореол, който се простира далеч отвъд видимата материя, която би била само малка част от материята в галактиката.
Но изглежда, че има галактики, които имат много ниско съдържание на тъмна материя. Това е случаят на сдвоени галактики, разположени на около 65 милиона светлинни години от нас: NGC 1052-DF2 и DF4. Те имат около 300 пъти по-малко тъмна материя от "нормалните" галактики. Изследователите предположиха, че това се дължи на присъствието в близост до двете галактики на масивна галактика, NGC 1052 - която би „грабнала“ тъмната материя чрез приливни ефекти.
Ако това наистина е така, това може да ни помогне да разберем по-добре структурата на тъмната материя. Предполага се, че той е съставен от частици, които не принадлежат към категорията на тези, които познаваме и сме ги класифицирали в Стандартния модел на физиката на елементарните частици. Изчезването на тъмната материя от двете галактики е в основата на изследване, проведено от екип, ръководен от Хай-Бо Ю от Калифорнийския университет, публикувано в Physical Review Letters, в което компютърните симулации разкриват „тайните“ на тъмната материя.
Предполага се, че тъмната материя може да се състои от два вида частици: така наречената Студена тъмна материя (CDM), съставена от частици, които взаимодействат един с друг само чрез гравитация. Друга категория е тази на SIDM частиците, частици, които взаимодействат помежду си чрез все още неизвестни сили (тъмни сили). Изследването на двата класа частици води до различни изводи за тяхното разпределение в галактиките, особено вътре в тях - до централната част. SIDM частиците си взаимодействат силно помежду си - точно в центъра на ореолите.
Приливни ефекти могат да се появят и при двата вида тъмна материя: както CDM, така и SIDM частици. В случай на CDM частици обаче структурата на тъмната материя е силна и приливните ефекти са относително малки, което означава, че галактиките не губят големи количества тъмна материя, ако тя е съставена от CDM.
В случай на тъмна материя, съставена от SIDM частици, обаче, взаимодействието между частиците добавя към приливните ефекти, което може да доведе до значителна загуба на тъмна материя, когато по-малките галактики са близо до големи галактики, както е проучено.
Групата изследователи планира да изследва други галактики и да види дали наблюдаваният ефект, загубата на тъмна материя в близост до големи галактики, е валиден за тях или изследваният случай е донякъде изключение.
Изследвания от този вид ни помагат да разберем състава на Вселената и нейната еволюция, надявайки се, че в близко бъдеще ще бъде възможно да се открие от какво се състои тъмната материя при експерименти в подземни лаборатории или ускорители на частици, където ловът на материя е започнал в продължение на много години. тъмно.
Статия, написана от Каталина Оана Курчану, първи изследовател в областта на физиката на елементарните частици и ядрената физика, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Рим, Италия) и сътрудник на Scientia.ro
Нашите препоръки
Служителите на компанията обявиха, че тази функция, "флоти", ще бъде пусната в световен мащаб след ...