Каталог Минералов
 
Новости / Внеземное / Cоздан специальный прибор, получивший название сцинциляционный болометр

обсудить на форуме



16.10.2009

Cоздан специальный прибор, получивший название сцинциляционный болометр


Астрофизики предложили способ практической проверки наличия у Земли гало темной материи. Статья еще не принята к публикации, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org.

Одной из интереснейших нерешенных загадок современной астрономии является вопрос аномального ускорения космических аппаратов при полетах вблизи Земли. Многие космические аппараты, совершая маневры вблизи планеты, набирают скорость больше, чем предсказывает теория. С подобным явлением сталкивались инженеры миссий Galileo, NEAR и других.

Для объяснения этого явления ученые привлекают понятие темной материи. Предполагается, что она образует вокруг нашей планеты гало. До последнего времени эта теория считалась маловероятной, поскольку подобное гало накладывает на темную материю большое количество условий. Кроме того не существовало способов практической проверки гипотез.

Теперь ученым удалось решить эту проблему. Выяснилось, что темная материя должна вызывать нагрев космического аппарата, проходящего через гало. Чтобы проверить эту гипотезу, ученые предлагают провести анализ данных с прошлых космических миссий. Это поможет выяснить как менялась температура зондов вблизи планеты.

Совсем недавно группа ученых из Испании и Франции создала специальный прибор, получивший название сцинциляционный болометр. Этот прибор будет искать загадочную субстанцию по ее тепловому следу.

О темной материи: Составляя у себя в голове наглядное представление о строении галактики, мы, вероятно, видим перед собой спирали из звезд, вращающиеся в черной космической пустоте. Имея очень мощный телескоп, мы бы могли и реально рассмотреть отдельные звезды, составляющие рукава спиральных галактик, поскольку они излучают достаточное количество света и других волн. Смогли бы мы «рассмотреть» и темные области внутри галактик — облака межзвездной пыли и газа, поглощающие, а не испускающие свет.

Однако в течение XX столетия астрофизики постепенно пришли к заключению, что в видимых и ставших привычными образах галактик содержится не более 10% от реально содержащейся во Вселенной материи. Примерно на 90% Вселенная состоит из материи, форма которой остается для нас тайной, поскольку наблюдать ее мы не можем, и по совокупности вся эта темная материя получила название темной материи. (Иногда еще говорят о недостающей массе, однако этот термин нельзя назвать удачным, поскольку в такой терминологии её лучше было бы, вероятно, назвать избыточной.)

Впервые тайные откровения подобного рода в далеком 1933 году озвучил швейцарский астроном Фриц Цвики (Fritz Zwicky, 1898–1974). Именно он указал, что скопление галактик в созвездии Волосы Вероники, судя по всему, удерживается вместе гораздо более сильным гравитационным полем, чем это можно было бы предположить, исходя из видимой массы вещества, содержащегося в этом галактическом скоплении, а значит большая часть материи, содержащаяся в этой области Вселенной, остается незримой для нас.

В 1970-е годы Вера Рубин, научная сотрудница Института Карнеги (Вашингтон), изучала динамику галактик, характеризующихся высокой скоростью вращения вокруг их центра, — прежде всего, поведение вещества на их периферии. По всем параметрам на периферию быстро вращающихся галактик должны были — по принципу центрифуги — выбрасываться значительные массы самого легкого межзвездного газа, а именно, водорода, атомы которого теоретически должны были бы окутывать галактику паутиной микроскопических спутников.

Рассмотрим, в качестве примера, нашу Солнечную систему. Ее основная масса сосредоточена в центре (на Солнце); чем дальше планета удалена от центра, тем дольше период ее обращения вокруг него. Юпитеру, например, требуется одиннадцать земных лет, чтобы совершить полный годичный оборот вокруг Солнца, поскольку он находится на значительно более удаленной от Солнца орбите и за один годичный цикл проделывает не только более долгий путь, но и движется по нему медленнее (см. Законы Кеплера).

Аналогичным образом, если бы всё вещество спиральной галактики было сконцентрировано в ее рукавах, где мы наблюдаем видимые звезды, то и атомы распыленного водорода, подчиняясь третьему закону Кеплера, двигались бы всё медленнее по мере удаления от центра галактической массы. Рубин, однако же, удалось экспериментально выяснить, что на любом удалении от центра галактики водород движется с неизменной скоростью. Можно подумать, будто он «приклеен» к гигантской вращающейся сфере, состоящей из некоей невидимой материи.

Теперь-то мы знаем, что темная материя незримо присутствует не только в пределах галактик, но и во всей Вселенной, включая межгалактическое пространство. О чем мы, однако, так и не имеем никакого представления, так это о ее природе. Какая-то ее часть может оказаться обычными небесными телами, не испускающими собственного излучения, например, массивными планетами типа Юпитера. Их существование подтверждается результатами наблюдения за светимостью звезд ближайших галактик, где иногда отмечаются «провалы», которые можно отнести на счет их частичного затмения при прохождении крупных планет на пути лучей по дороге к нам. Практически, можно считать подтвержденным и существование межзвездных затмевающих тел, не обладающих собственной энергией излучения в наблюдаемом диапазоне, — они получили название «массивных компактных гало-объектов».

Однако подавляющее большинство ученых сходится на том, что масса невидимой материи Вселенной далеко не ограничивается скрытой от нас массой обычных небесных тел и распыленного вещества, а склонны добавлять к ней и совокупную массу всё еще не открытых видов элементарных частиц. Их принято называть массивными частицами слабого взаимодействия (МЧСВ). Они никак не проявляют себя во взаимодействии со световым и прочим электромагнитным излучением. Их поиск сегодня — это своего рода возобновление, казалось бы, давно утратившего актуальность поиска «светоносного эфира» (см. Опыт Майкельсона—Морли).

Идея состоит в том, что если наша Галактика действительно со всех сторон облачена сферической оболочкой МЧСВ, Земля, в силу своего движения, должна постоянно находиться под воздействием «ветра скрытых частиц», пронизывающих ее аналогично тому, как даже в самую безветренную погоду автомобиль обдувается встречными воздушными потоками. Рано или поздно одна из частиц такого «темного ветра» вступит во взаимодействие с одним из земных атомов и возбудит колебания, необходимые для ее регистрации сверхчувствительным прибором, в котором он покоится.

Лаборатории, проводящие подобные эксперименты, уже сообщают о том, что получены первые намеки на подтверждение реального существования шестимесячного полупериода колебания частоты регистрации сигналов об аномальных событиях подобного ряда, а именно этого и следовало ожидать, поскольку полгода Земля движется по околосолнечной орбите навстречу ветру скрытых частиц, а в следующие полгода ветер дует «вдогонку» и частицы залетают на Землю реже.

МЧСВ представляют собой пример того, что принято называть холодной темной материей, поскольку они тяжелые и медленные. Предполагается, что они играли важную роль на стадии формирования галактик ранней Вселенной. Некоторые ученые считают также, что, по крайней мере, часть темной материи пребывает в состоянии быстрых слабовзаимодействующих частиц, таких как нейтрино, представляющих собой пример горячей темной материи.

Главная проблема тут в том, что до формирования атомов, то есть на протяжении примерно первых 300 000 лет после большого взрыва, Вселенная пребывала в протоплазменном состоянии. Любое ядро привычной нам материи распадалось, не успев сформироваться, под мощнейшими энергиями бомбардировки со стороны перегретых частиц раскаленной, сверхплотной, непрозрачной плазмы. После того, как Вселенная расширилась до некоторой степени прозрачности разделяющего вещество пространства, начали, наконец, формироваться легкие атомные ядра.

Но, увы, к этому моменту Вселенная расширилась уже настолько, что силы гравитационного притяжения не могли противодействовать кинетической энергии разлета осколков большого взрыва, и всё вещество, по идее, должно было бы разлететься, не дав сформироваться устойчивым галактикам, которые мы наблюдаем. В этом состоял так называемый галактический парадокс, ставивший под сомнение саму теорию Большого взрыва.

Однако, если во всем пространстве объемного большого взрыва обычная материя была перемешана со скрытыми частицами темной материи, после взрыва темная материя, будучи перемешанной с явной, как раз и могла послужить тем самым сдерживающим элементом. По причине наличия огромного числа скрытых тяжелых частиц она первой стянулась под воздействием сил гравитационного притяжения в будущие ядра галактик, оказавшиеся стабильными по причине отсутствия взаимодействия между МЧСВ и мощным центростремительным энергетическим излучением взрыва.

Таким образом, к моменту формирования ядер атомов темная материя успела оформиться в галактики и скопления галактик, а уже на них начали собираться под воздействием гравитационного поля высвобождающиеся элементы обычной материи. В рамках такой модели обычная материя стянулась к сгусткам темной материи подобно сухим листьям, затягиваемым в водовороты на темной поверхности быстрой реки. Есть о чем задуматься, не правда ли? Не только мы, но и вся наша галактика, и весь зримый материальный мир могут оказаться всего лишь пеной на поверхности странной вселенской игры в прятки.



Читайте новости Каталога Минералов на Яндекс
обсудить на форуме



новости из рубрики Внеземное
  • 06.08.2019 Японский зонд благополучно собрал пробы первичной материи Солнечной системы
    Научные работники миссии "Хаябуса-2" подтвердили, что японский зонд сумел благополучно захватить куски материи астероида Рюгю вовремя 2-ой посадки на его плоскость. Их анализ раскроет тайны возникновения Земли и иных планет.
    »»»

  • 12.07.2019 Луна имела возможность сформироваться из выплеснувшейся на орбиту земной магмы
    Ключевая неувязка самой всераспространенной догадки формирования Луны, сообразно которой она образовалась в итоге столкновения с Землей иного небесного тела размером с Марс, — мощное однообразие изотопных составов пород Земли и ее спутника. В рамках построенной японскими учеными модели, основанной на предположении о том, собственно, что в момент столкновения плоскость Земли была не твердой, а покрытой океаном магмы, данная неувязка снимается.
    »»»

  • 03.06.2019 Ученые обнаружили одно из крупнейших хранилищ воды на Марсе
    Американские ученые из Университета Техаса и Аризоны, обнаружили слои льда, которые расположены на глубине 1,5 км под северным полюсом Марса. Данные слои льда являются остатками древних полярных щитов и могут быть третьим по величине хранилищем воды на планете.
    »»»

  • 16.05.2019 Ученые обнаружили горные породы, возможно, являющиеся образцами мантии Луны
    Образцы горных пород, собранные китайским ровером «Юйту-2» в глубоком ударном кратере на Луне, возможно, являются частями ее мантии. Эти породы существенно отличаются по составу от материала коры спутника нашей планеты. Лунная кора большей частью состоит из плагиоклаза, а в найденных образцах присутствуют оливин и пироксен. Согласно научной модели строения мантии Луны, в ней могут присутствовать именно эти компоненты. »»»

  • 21.03.2019 Японские ученые выдвинули теорию происхождения астероида Рюгу
    Данные, полученные станцией «Хаябуса-2», позволили японским ученым выдвинуть версию о происхождении астероида Рюгу. Скорее всего, он откололся от более крупного объекта в главном поясе астероидов Солнечной системы. «Родителями» Рюгу могли быть астероиды Пулана и Эвлалия, гораздо превосходящие его по размерам. Вероятность этого «родства» составляет, по мнению исследователей, от восьмидесяти до девяноста процентов. »»»

  • 22.02.2019 Астрономы официально признали новый спутник Нептуна
    Теперь у Нептуна есть четырнадцать официально признанных спутников: небольшой объект, обнаруженный на орбите планеты телескопом «Хаббл» шесть лет назад, был официально признан астрономами в качестве ее нового спутника, получившего название Гиппокамп. Согласно версии ученых, Гиппокамп представляет собой обломок более крупного спутника Нептуна (вероятнее всего Протея), который образовался в результате столкновения последнего с кометой. »»»

  • 25.12.2018 Специалисты НАСА утверждают, что кольца Сатурна исчезнут через сто миллионов лет
    Исходя из последних исследований и наблюдений, астрофизики из Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США, выдвинули теорию о том, что кольца Сатурна постепенно исчезают и им осталось существовать не более ста миллионов лет. Гравитационная система газового гиганта устроена по принципу притяжения, и он постепенно уничтожает свои ледяные кольца, которые приобретают заряд под воздействием солнечных лучей. Гигантские глыбы льда падают на поверхность планеты, где тают и распадаются на ионы. »»»

  • 20.12.2018 Швейцарские ученые провели новые исследования по поводу состава горячих суперземель
    Группа ученых из университета Цюриха (Швейцария) провела новое исследование по поводу состава горячих суперземель. Использовав компьютерное моделирование, специалисты университета пришли к выводу, что эти раскаленные миры богаты кальцием, алюминием, магнием и кремнием, а железо на них практически отсутствует. Поэтому они не имеют магнитного поля и значительно уступают нашей планете по плотности. Скорее всего, эти экзотические миры переливаются синим и красным цветами, так как на их поверхности могут быть очень распространены рубины и сапфиры, которые представляют собой оксид алюминия. »»»

  • 16.12.2018 Сегодня комета Виртанена приблизится к Земле на максимально близкое расстояние
    В ночь с шестнадцатого на семнадцатое декабря в небе можно будет наблюдать достаточно редкое астрономическое явление – комета Виртанена приблизится к Земле на минимальное расстояние и может быть видна даже невооруженным глазом. Это событие войдет в число десяти самых близких пролетов комет мимо нашей планеты за последние семьдесят лет. Комета Виртанена пройдет мимо Земли на расстоянии приблизительно одиннадцати миллионов километров. »»»

  • 22.11.2018 Космический аппарат NASA InSight готовится к посадке на Марс
    Специалисты NASA готовятся к посадке космического аппарата InSight на Марс. Это событие запланировано на двадцать шестое ноября 2018 года. InSight должен приземлиться севернее экватора Марса, в зоне Elysium Planitia. Новейшее оборудование космической станции позволит исследовать внутреннюю поверхность « красной» планеты, для того, чтобы в дальнейшем сравнить ее с планетами земной группы. В первую очередь для ученых представляет интерес изучение энергетики и структуры Марса (плотность и размер ядра, структура мантии и толщина коры). »»»





  • Моя коллекция
  • Добавить образец
  • Добавить месторождение
  • Предложить новость
  • Управление рассылкой
  • Профайл