Узнаем ли мы когда-нибудь о том, что такое тёмная материя?

http://nautil.us/issue/51/limits/will-we-ever-know-what-dark-matter-is
  • Перевод

Поиски неуловимой материи подходят к своему пределу


image

Для большинства астрономов тёмная материя настолько же вещественна, как звёзды и планеты. Мы в рабочем порядке строим карты её распределения. Мы представляем себе галактики, как куски тёмной материи с множеством вкраплений светящейся материи. Мы понимаем формирование космической структуры и эволюцию всей Вселенной в целом с точки зрения тёмной материи. Однако же за десятилетие сложнейших поисков никто так и не смог обнаружить тёмную материю напрямую. Мы видим отбрасываемую ею тень, но не имеем ни малейшего понятия, что может скрываться на тёмной половине Вселенной.

Это однозначно не обычные объекты или частицы – этот вариант уже давно исключили. Теоретические аргументы говорят в пользу нового типа частиц, слабо взаимодействующих с обычной материей. Огромное количество таких частиц должно в каждый момент времени проходить сквозь нашу планету, и следует ожидать, что какая-нибудь из них должна оставить след. Физики выращивали кристаллы, наполняли криогенные баки, закапывали их глубоко под землёй, чтобы исключить обычные частицы, и искали крохотные импульсы тепла и вспышки света, которые должны были выдать проходящее мимо нечто, чего мы ранее не видели. И пока что результаты не воодушевляющие. В городе Лид в Южной Дакоте эксперимент LUX работает в полутора километрах под землёй в заброшенном золотом прииске. И ничего не нашёл. В Китае эксперимент PandaX в подземной лаборатории Джин-Пинг работает в туннеле, находящемся под слоем камня толщиной в 2,4 км. Он ничего не нашёл. В дорожном туннеле близ Фрежюс во Французских Альпах эксперимент EDELWEISS, работающий на глубине в 1,7 км, ничего не нашёл. Этот список можно продолжать.

image

Нулевые результаты быстро сужают участки пространства параметров, в которых может скрываться тёмная материя. Из-за острого недостатка данных физики-теоретики начали выдвигать теории об ещё более экзотических частицах, но большую часть таких кандидатов обнаружить было бы ещё сложнее. Можно было бы вместо этого надеяться получить частицы тёмной материи на ускорителе частиц, и таким образом сделать вывод об их наличии: посмотрев, не пропала ли энергия в столкновениях частиц. Но Большой адронный коллайдер занимался именно этим, и пока ничего такого не обнаружил. Некоторые теоретики подозревают, что тёмной материи нет, и наша теория гравитации – Эйнштейновская общая теория относительности – сбила нас с пути. ОТО говорит нам о том, что галактики разлетелись бы, если бы их не удерживала вместе невидимая материя, но, возможно, эта теория ошибается. Однако ОТО прошла все наблюдаемые проверки, а у всех конкурирующих теорий есть фатальные недостатки.

Восемьдесят пять процентов всей материи нам неизвестны. Больше всего мы опасаемся того, что так будет всегда.

Хотя большая часть экспериментов ничего не дала, два из них заявляют, что обнаружили тёмную материю. Оба заявления чрезвычайно противоречивы, но по разным причинам. Они могут ошибаться, но заслуживают внимательного рассмотрения. Эти случаи, по крайней мере, демонстрируют трудности поиска тёмной материи среди россыпей материи космоса.

Детектор частиц DAMA/LIBRA в Национальной лаборатории Гран-Сассо, расположенный в туннеле в 1,4 км под поверхностью горы на севере Италии ищет вспышки света, порождённые частицами тёмной материи, рассеивающимися с атомных ядер в кристалле йодида натрия. Он собирает данные уже тринадцать лет и зарегистрировал нечто необычное. Количество обнаружений частиц сезонно увеличивается и уменьшается; максимум приходится на июнь, а минимум – на декабрь.

Именно такого поведения можно ожидать от тёмной материи. Считается, что она формирует обширное облако, обволакивающее галактику Млечный Путь. Наша Солнечная система в целом движется сквозь это облако. Но отдельные планеты движутся сквозь облако с различными скоростями из-за своего орбитального движения вокруг Солнца. Скорость Земли относительно предполагаемого облака испытывает максимум в июне и минимум в декабре. Это определило бы скорость, с которой частицы тёмной материи пролетают через детектор, расположенный на Земле.

Никто не отрицает, что DAMA обнаруживает сезонную модуляцию с очень большой статистической значимостью. Но многие другие источники частиц также колеблются в связи с сезонами – к примеру, потоки подземной воды (влияющие на фоновую радиоактивность) или производство в атмосфере таких частиц, как мюоны. По последним подсчётам пять других экспериментов по всему миру заявляют об ограничениях, не соответствующих заявлениям DAMA. Единственный способ удостовериться в результатах – повторить эксперимент с таким же детектором в других местах, и сейчас уже готовятся несколько таких экспериментов. Один из них будет расположен на Южном полюсе, где сезонные локальные эффекты сдвинуты по фазе и отличаются от тех, что существуют в Италии.

Второй интригующий намёк на тёмную материю пришёл из непрямых экспериментов, ищущих не неуловимые частицы непосредственно, а вторичные частицы, которые они должны были породить при столкновении друг с другом и последующей аннигиляции. В 2008 году детектор PAMELA (Payload for Antimatter/Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics / Нагрузка по исследованию антиматерии и астрофизики лёгких ядер), установленный на российском спутнике Ресурс-ДК, и созданный специалистами России, Италии, Германии и Швеции, пронаблюдал неожиданно большое количество позитронов – аналогов электронов в антиматерии – приходящих из глубин космоса. Наблюдение недавно подтвердил магнитный альфа-спектрометр, расположенный на борту МКС. Тем временем космический гамма-телескоп Ферми сообщил о рассеянном свечении гамма-лучей, распространяющихся из центра Галактики. Его форма соответствует тёмной материи – сферически симметричной относительно центра галактики, с интенсивностью, возрастающей к середине.

Это почти слишком хорошо для того, чтобы быть правдой. К несчастью, наблюдения за позитронами и гамма-лучами можно объяснить и быстро вращающимися нейтронными звёздами, миллисекундными пульсарами. Параметры позитронов не соответствуют подходящим кандидатам на тёмную материю. Чтобы разобраться с этим случаем, необходимо проверить, не приходит ли позитроны с направлений от известных нейтронных звёзд. Флуктуации гамма-лучей уже принято относить на счёт множества слабых пульсаров, находящихся в центре Галактики. Также, если бы гамма-лучи исходили от тёмной материи, астрономы должны были бы обнаружить похожий сигнал, идущий от расположенных по соседству карликовых галактик, обладающих пропорционально большим объёмом тёмной материи, чем наша. Таких сигналов обнаружено не было.

Большая часть попыток поиска фокусируется на простейших кандидатах в частицы, известных как вимпы, слабовзаимодействующие массивные частицы. Слово «слабый» тут имеет двойной смысл: взаимодействие получается не сильным, и происходит посредством т.н. слабого ядерного взаимодействия. Такие частицы являются естественным расширением Стандартной Модели в физике частиц. Даже не зная всех деталей, из наречия «слабо» можно понять, как много таких частиц должно быть во Вселенной. В горячем доисторическом супе Большого взрыва частицы естественным образом создавались и уничтожались. При расширении Вселенной температура падает, и различные типы частиц, один за другим, в зависимости от массы, перестают появляться. Частицы могут и далее уничтожаться со скоростью, зависящей от силы взаимодействия, до тех пор, пока не распределятся слишком редко для того, чтобы сталкиваться друг с другом.

Учитывая силу взаимодействия вимпов, можно провести подсчёты и обнаружить, что в котле ранней Вселенной должно было появиться наблюдаемое количество тёмной материи. Получившиеся частицы должны весить в сотни раз больше протона. Из связанных со Стандартной Моделью и суперсимметрией расчётов следует существование подходящей зоны параметров для частиц тёмной материи – этот факт назвали «вимп-чудом».

Но, вероятно, это тот случай, когда прекрасную гипотезу убивает уродливый факт. Среди физиков растёт отчаяние, и они уже исследуют такие варианты, которые раньше считались второсортными и маловероятными возможностями.

Возможно, частицы тёмной материи чрезвычайно массивные. Существует естественный компромисс – чем более массивна частица, тем меньше их нужно, чтобы соответствовать общей массе, наблюдаемой астрономами, так что их может быть так мало, что наши детекторы их не замечают. Физикам потребуется совершенно другая стратегия поиска, возможно, связанная с влиянием этих частиц на старые нейтронные звёзды или другие небесные объекты.

И наоборот, частицы тёмной материи могут быть слишком лёгкими, чтобы оставлять следы в наших детекторах. Для их поисков физики могут воспользоваться уже доступным нам детектором: Солнцем. Солнце может захватывать частицы при движении через галактическое облако тёмной материи. Частицы могут рассеиваться на протонах в Солнце и изменять его температурный портрет. Это повлияет на турбулентные движения газовых вихрей, поднимающихся, опускающихся и закручивающихся в верхних слоях Солнца. И мы должны засечь это при помощи гелиосейсмологии, науки, изучающей возмущения, распространяющиеся внутри Солнца и их влияние на его поверхность – точно так же, как сейсмология изучает землетрясения. Оказывается, в гелиосейсмологии существуют необъяснимые аномалии, трудно примиряемые со стандартной моделью Солнца.

Если частицы тёмной материи накапливаются в Солнце, они могут аннигилировать в его ядре. Это приведёт к появлению нейтрино высоких энергий, которые смогут увидеть такие детекторы, как Супер-Камиоканде в центральной Японии и IceCube на Южном полюсе. Пока что не было сообщений о явлениях, подходящих на эту роль.

Самый экстремальный пример легковесной частицы – аксион, гипотетическая слабо взаимодействующая частица, с массой в триллион раз меньше, чем у протона. Она не будет полностью тёмной, но будет взаимодействовать с электромагнитным полем и сможет создавать микроволновые фотоны внутри впадин сильных магнитных полей. Эксперименты, пытающиеся обнаружить аксион, работают с 1980-х, и успехов у них не больше, чем у вимп-детекторов.

Возможно, тёмная частица – это вообще не частица, а «нечастица», как сказал один теоретик. Нечастицы – дальние родственницы электромагнитного поля, чья энергия не делится на отдельные пакеты. Они могут оставлять непрямые следы в данных коллайдера. Возможно, для сущности тёмной материи нет единственного решения. Ведь обычная материя тоже состоит из множества типов частиц. Тёмная материя тоже может состоять из нескольких участников, что затруднит поиски, ибо предполагаемые признаки любого конкретного кандидата в частицы будут размываться. Возможно, тёмная материя вообще не взаимодействует никак, кроме гравитации. Это ещё сильнее приблизит жизнь экспериментаторов к кошмару.

В каком-то смысле мы находимся в ситуации, о которой мечтают учёные. Старые идеи не работают, и требуются новые. Они могут появиться благодаря изучению новых типов частиц, или мы можем открыть новую непротиворечивую теорию гравитации, позволяющую отказаться от тёмной материи.

Но постоянное беспокойство состоит в том, что природа спрятала новую физику там, где мы не можем её найти. И хотя мы ещё не полностью исчерпали попытки найти вимпы, эксперименты не способны на нечто гораздо большее. Чем чувствительнее они становятся к тёмной материи, тем чувствительнее они к мусорным частицам, и не всегда могут отличить одно от другого. С текущей скоростью развития через десять лет их будут ослеплять нейтрино, испускаемые Солнцем, или космические лучи, сталкивающиеся с атмосферой Земли.

image
Солнце может быть естественным детектором тёмной материи. Изменения структуры слоёв Солнца под воздействием тёмной материи могут быть обнаружены астрономами. На картинке красным показаны участки, удаляющиеся от нас, а синим — приближающиеся.

В таком случае мы всё ещё можем продолжать попытки непрямого обнаружения. Одна из наиболее многообещающих — Массив черенковских телескопов, набор из более чем сотни телескопов, расположенных в Чили и на острове Пальма. Среди прочих задач, он будет заниматься поисками гамма-лучей, появляющихся в аннигиляции частиц тёмной материи в нашей и других галактиках. Но в какой-то момент эта стратегия поиска столкнётся с другой проблемой: стоимостью. Пока что детекторы тёмной материи принадлежат к наиболее экономичным из основных физических экспериментов, но если нам понадобится увеличивать их размер, чувствительность и сложность, их стоимость может превысить таких монстров, как Большой адронный коллайдер (почти $7 млрд) и телескоп им. Джеймса Уэбба (порядка $8 млрд), без каких бы то ни было гарантий успеха – а это очень тяжело продать политикам.

Самым лучшим инструментом для открытия частиц тёмной материи был бы новый коллайдер. Где-то через три десятилетия физики планируют построить коллайдер, превышающий БАК по мощности в несколько раз. Исследования ведутся и в Китае, и в Европе. По грубым прикидкам, он будет стоить $25 млрд сегодняшних долларов. Это может быть реальным, если распределить нагрузку по времени и между несколькими странами. Но это, вероятно, окажется пределом. Даже если бы у физиков были неограниченные ресурсы, никаких выигрышей от постройки чего-то более крупного уже не было бы. Дальше любая неизвестная частица окажется настолько массивной, что Большой взрыв просто не мог бы породить их в достаточном количестве.

Несмотря на все эти невероятные попытки, мы можем и не обнаружить сигналы. Это довольно мрачная перспектива. Возможно, нет никакой тёмной материи. Мы продолжаем искать отклонения от ОТО. Пока что ни одного не нашли. И наоборот, обнаружение чёрных дыр через гравитационные волны в 2016 году поддержало теорию Эйнштейна – и, как следствие, существование тёмной материи.

Но есть и положительные стороны. Могут существовать поразительные тайны и открытия, связанные с тёмной стороной природы, на которые мы никогда бы не наткнулись, если бы не эти поиски. Пока мы ищем частицы. И нам ничего не остаётся, как идти дальше.

Джозеф Силк – космолог из Оксфордского университета, также работающий в Институте астрофизики в Париже и Университете им. Джона Хопкинса. Пионер исследований в области реликтового излучения и формирования космической структуры.
Поделиться публикацией
Похожие публикации
AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

Подробнее
Реклама
Комментарии 152
  • –18
    Масса Земли увеличивается. Это единственно приемлемое объяснение существования гигантизма в прошлом. Теории о то что, дыхательная система динозавров была совершенней или о том, что гигантизм обеспечивало повышенное содержание кислорода глупы и ненаучны ( Повышенное содержание кислорода не увеличивает прочности костей и сухожилий. Слоны и жирафы сейчас на пределе возможностей, а ведь в свое время динозавры были значительно больше. Да и бабочки размеров метр, скорпионы 3 м, и т.д.).
    По некоторым теориям темная материя взаимодействует в ядрах планет и получается водород.
    • +16
      Что я только что прочитал? Как что то может взаимодействовать в ядрах планет, если планета плоская и стоит на слонах? И почему у динозавров проблемы, если слоны, на которых стоит земля — еще больше и у них ноги не ломаются? Ведь если бы ломались — земля бы опрокинулась.
      • +2

        Масса самых крупных слонов в районе 10т, а динозавров — 80т. Вы хотите сказать, что на Земле за 200 млн лет сила тяжести выросла в 8 раз?

        • 0
          С динозаврами там еще куда ни шло, слоны большими не растут потому что им еды не хватает, а не потому что кости не выдерживают. Но как объяснить энергетику полета птерозавров? Разные оценки дают массу кецалькоатлиса в 70-200 кг (примерно диапазон крупных кошек), при том что самые большие на данный момент *летающие* птицы — дрофы — не бывают тяжелее 20 кг? Т.е. превышение в 3-10 раз.
          • 0
            даже сил совершенно неприспособленного к полёту человека хватает, чтобы пролететь много километров, двигая не только себя но и центнер веса аппарата.
            Так что основное ограничение для нынешних птиц — поиск еды. На мышках и насекомых не разьешся, а более крупные травоядные стадные и рогатые, будут отбиваться
            • 0
              Страусы тем не менее разъедаются успешно, причем на грубых кормах, 20 кг — это предел именно летающих птиц.

              Да, о способности человека летать в правильно сконструированном аппарате я слышал (секрет в том чтобы крылья/пропеллеры приводились ногами а не руками конечно же, ну и невесомая рама из углеволоконного пластика) но это именно полет на пределе в стиле марафонцев «долетел и умер», далеко не обыденное средство передвижения.
              • 0
                Страусы растительноядные, а у растений не та калорийность на килограмм, для полётов. Нужную может дать только мясо/рыба (ну или плоды/зерно, но они сезонные).

                Рекорд перелёта — 115 км, за 4 часа. Привод разумеется ногами, но у человека даже ноги занимают гораздо меньший процент от общего веса, чем у птиц маховые мышцы. Так что то что для человека рекорд, для адаптированного эволюцией летуна вполне могло быть повседневной нормой.
                • 0
                  Только вот почему-то у ныне живущих, и очень даже адаптированных летунов это и близко не норма. Даже 20кг у доф это верхняя граница, средний вес у них ближе к 15. Ок, положим у птерозавров была немного другая анатомия, в отличие от птиц у них ноги не выполняли функцию «старта с места/разгона», так что их размеры были меньше и за их счет маховые мышцы могли быть больше, но в 3 раза больший вес, чем у самых крупных нынешних летунов? что не говорите, а крупные птерозавры круто выпадают из всех известных закономерностей соотношения массы тела и энергетики полета; это очень подозрительно.
                  • 0
                    Дрофы пытаются прокормиться насекомыми и плодами, при большем размере тушки больше утомишься чем наловишь.
                    А птерозавры видать жрали кого-то более крупного, может например молодь динозавров.
        • +2
          Ну чтоб не выглядеть глупо и ненаучно, стоило привести доказательства для
          Слоны и жирафы сейчас на пределе возможностей

          А потом провести расчеты для динозавров и ткнуть всех носом: «Вот, не сходится».
          А то комментарии писать — не мешки ворочать.
          • +2
            на счет гигантских насекомых — размер тела насекомого определяется концентрацией кислорода. Тупо из-за особенностей дыхания и отсутствия у насекомых легких газообмен идет в основном диффузией через систему трахей. Чем больше кислорода, тем эффективнее дыхание и больше максимальный размер тварюшки. Самый расцвет насекомых был задолго до динозавров — когда вся планета была покрыта зеленью, а рыбы еще только выползали на сушу — насекомые ее уже во всю занимали. Тогда и водились самые крупные образцы, у них просто не было эффективных естественных врагов — (как нет их у взрослых слонов или китов), потом то их позвоночные подъели, которые тупо могли быть крупнее и жрать самых крупных насекомых — размер насекомого стал недостатком.
            • 0
              Есть оценки того с какой скоростью масса Земли увеличивается? Эти теории дают оценки того сколько получается водорода в ядрах планет? Этот эффект можно как то измерить?
              • +1
                Вот, набросал парочку своих теорий ;)
                1.Частицы темной материи движутся назад во времени, но подчиняются нашей гравитации, в итоге получаем то что видим, частиц нет, а сверхмасса есть)) доказательство-эффект Казимира.
                2.ЭФИР ЖИВ, искали не там, не так и сували не туда не то.
                3.Эйнштейн-пройдоха, что то нам не сказал, хотя возможно знал. Теперь только вопрос зачем утаивать информацию?? Возможно он даже исказил СТО ОТО для своих целей, возможно уберегал нас от чего то под предлогом меньше знаешь, крепче спишь.
                4. Рептилойды давят и тормозят галлактики.
                5. Бог есть и издевается над физиками, астрономами((
                6. Ошибка в расчетах массы вселенной.
                7. Влияние дополнительного пространственного измерения на макромасштабах. Возможно в нем(в этих уже 4-х пространственных измерениях) даже есть что то типа энергии(от большого взрыва?), которая и создает иллюзию темной материи.
                … Выпил лекарство…
                Фух, кажется отпустило!
              • +1
                По-моему, больше шансов не на то, что там какие-то новые частицы — а на то, что в наших законах физики не учтены какие-нибудь поправки, которые начинают работать только на межзвёздных масштабах, подобно переходу от законов Ньютона к Эйнштейновской механике…
                • +5
                  К сожалению, это рассуждения школьника-троечника.
                  Сильно упрощая, реальная физика работает примерно так:
                  1. Наблюдаемые факты не соответствуют теории. Ну, в данном случае, галактики вращаются не так, как им положено по теории относительности.
                  2. Идея! Эврика! В теории относительности Эйнштейна «не учтены какие-нибудь поправки!» <— вы находитесь здесь
                  3. Окай, специально обученные математики ищут «какие-нибудь поправки» к уравнениям Эйнштейна, которые бы и галактики заставили вращаться как надо, и при этом другим наблюдаемым данным не противоречили. Over 99.99% «каких-нибудь поправок» на этом и заканчиваются. Забавно, что наиболее тупые варианты типа «ну вот здесь подгоним циферку под ответ, и будет не R в степени -2, а R в степени -2.000345 — оказываются наиболее живучими. Но более точные данные (именно не новые, а более точные) обычно хоронят подобные теории.
                  4. Ну ок, допустим математики придумали формулу, которая всё объясняет. Например, в своё время Лоренц придумал преобразования Лоренца, которые всё объясняли с точки зрения теории эфира. Но математика — не физика. Нужен мегамозг с черным поясом по физике, который скажет: эээ-нет, ребята, в реальном мире нет никакого эфира, есть теория относительности. Вы можете продолжать натягивать сову на глобус, но из моей теории следуют такие-то и такие-то выводы, и лучше вот прям сейчас их взять и проверить. Т.е. объяснит абстрактные формулы некими общими законами — и при этом не облажается с предсказаниями.
                  5. И вот если всё так сложится — и математика, и теоретическая физика, и экспериментально будут проверены предсказания, и при этом ещё изначальный автор идеи окажется не из Мбаза-Конго и его начальные статьи примут в приличные журналы — ну вот тогда, может быть, учёное сообщество обратит на идею внимание и доведёт до ума. Как пример, в каждой первой книге про специальную теорию относительности её излагают в терминах геометрии Минковского (институтского препода Эйнштейна). В данном случае трюк в том, что Минковский изобрёл свою геометрию на два года позже изобретения Эйнштейном теории относительности. Просто Герман Левинович знал, что его ученик Альберт — гений, и решил таки разобраться, чего он такого понаписал.
                  • +1
                    наиболее тупые варианты типа "ну вот здесь подгоним циферку под ответ, и будет не R в степени -2, а R в степени -2.000345"

                    Но ведь ТМ — это и есть подгонка под ответ. "У нас есть тяжёлые частицы, но мы вам их не покажем. Это специальные частицы. Их никто не видит, но они есть."

                    • +2

                      Нет, совсем не так. Темная материя у астрономов всплывает много где — в динамике вращения галактик, в силах притяжения в крупных космических структурах, в линзировании, в динамике сборке самых крупных структур галлактики, наконец из космологии и изучения реликтового излучения тоже следует, что барионной материи в 5 раз меньше небарионной.


                      А уж другие физики, не астрономы, пытаются найти нечто вещественное, что и есть темная материя астрономов. Астрономы при этом дают ограничения (не взаимодействует сама с собой, движется с нерелятивисскими скоростями и т.п.).

                      • 0
                        Всплывает как? Вся динамика вращения, силы притяжения зависят от массы, они решают что масса есть, но ее не видно. Хотя возможно что на больших расстояниях сила притяжения больше, чем по формулам текущим и лишней массы не надо?
                        • +3

                          Ну это MOND получается, модифицированная гравитация, которой пытаются объяснить кривые вращения. Только вот если MOND начать применять к другим объектам и к данным линзирования, то херня выходит. Нужно что-то более изящное, чем MOND.

                    • 0
                      С такой подгонкой под ответ есть теория модифицированной ньютоновской динамики, вполне себе признанная и популярная в свое время (сейчас уже не очень), её тоже троечники придумали и поддержали?
                      • 0
                        >3. Окай, специально обученные математики ищут «какие-нибудь поправки» к уравнениям Эйнштейна, которые бы и галактики заставили вращаться как надо, и при этом другим наблюдаемым данным не противоречили

                        /кивая/
                        … и вводят новую сущность — некую материю, которая обладает кучей волшебных свойств чтобы распределять именно так чтобы объяснять всё в рамках ТО. После чего ее начинают искать, но так всё и не находят, несмотря на то ее должно быть гораздо больше обычной.

                        Эскузмуа, но от этой картины почему-то упорно вспоминается что после открытия проблем с орбитой Меркурия сначала пытались вводить новую сущность в виде более близкой к Солнцу планеты, чтоб на теорию не замахиваться…
                        • 0
                          Да не вводят сущность. Темная материя просто более красивое название для «неведомая хрень». Неудобно же каждый раз писать в научных работах «неведомая штука которая влияет на вон те процессы». Когда/если будет открыто что там на самом деле влияет, появится более подходящее название, а термин «темная материя» займет свое место где-то рядом с эфиром.
                          • +1
                            Ышшо раз — эта сущность это пока единственное, что укладывается в кучу наблюдаемых явлений. Включая те столкнувшиеся галактики у которых тёмная материя продолжила лететь дальше. И нет, частицы которые нельзя увидеть не нравятся «учёным» не меньше вас, об этом и статья.
                            • 0
                              точно так же Ышшо раз — это то что укладывается в кучу наблюдаемых явлений в рамках действующей теории. Как в свое время пытались укладывать через добавление новой околосолнечной планеты или там добавление эпициклов. После чего в итоге приходили к тому что старая теория переводилась в частный случай новой.
                              И это вот «мы чего-то не понимаем еще в том что видим» представляется несколько более логичным и вероятным чем введение новых необнаружимых сущностей.

                              зы по Пуле, емнимс, тут была статья что рассчитанная скорость столкновения не получается на модели с ТМ, так что вопрос остается открытым
                              • 0
                                Насколько я понимаю — вы пытаетесь доказать, что нужно менять теоретическую базу (ТО, в данном случае), вместо прикостыливания новых частиц.
                                Если я правильно понимаю ваш посыл — никто не против, но такую прекрасную и изящную теорию никто пока предложить не может. Все хотят, но ТО + ТМ пока наименее костыльная. Всем не нравится, все страдают.
                                • 0
                                  /хмыкая/
                                  Я не «пытаюсь доказать». Я просто констатирую что в прошлые разы расхождение наблюдаемого с теорией приводило к появлению новых теорий, которые наблюдаемое объясняли лучше, и в общем-то проще чем старая теория+костыли.
                                  Так что есть надежда на то что и в этот раз теорию пересмотрят и FTL все-таки окажется возможен.
                          • 0
                            Забавно, что наиболее тупые варианты типа «ну вот здесь подгоним циферку под ответ, и будет не R в степени -2, а R в степени -2.000345 — оказываются наиболее живучими.


                            А почему оно не может быть так? Вдруг у нас Вселенная не плоская, а реально кривая? Просто на наших микромасштабах мы этой кривизны пространства не видим?
                            • +1
                              Тёмная материя, как объяснение отличий между наблюдаемым и предсказанным — намного хуже практически любых изменений в теории (не обязательно гравитации — вполне возможны как другие закономерности распространения высокоскоростных видов излучения, так и другие свойства топологии пространства ).
                              И это так именно потому, что внесённые изменения в теорию
                              > Over 99.99% «каких-нибудь поправок» на этом и заканчиваются.
                              — научны, имеют предсказательную силу — и, соответственно, есть возможность их опровергнуть.

                              Тёмная же материя — обладает многими свойствами невидимого розового единорога: объясняет практически любые гравитационные аномалии (достаточно сказать, что в таком-то месте её концентрация выше или ниже) и не даёт возможности провести какие-либо эксперименты или изменения для их опровержения (если она действительно не участвует в других взаимодействиях, кроме гравитации).
                          • 0
                            «построить коллайдер, превышающий БАК по мощности в несколько рас»

                            Исправьте.
                            • +3
                              А я про такое пишу в личку… Извините.
                              • 0
                                Я здесь новичок, в личку пока не умею :(
                              • +2
                                Ну да, если к земным расам добавить вулканцев, то мощность БАК без особого труда можно будет повысить.
                              • +3
                                После Сигела это прям приятно читать.
                                • 0
                                  Но не упомянута альтернативная версия — что недостающая «тёмная» материя — это масса большого количества относительно компактных чёрных дыр.
                                  • 0
                                    Эта альтернативная версия в любой приличной статье упоминается в основном как отвергнутая. Ну не хватает событий микролинзирования для этого.
                                    • +1
                                      Наши два комментария в сумме — вполне нормальная и достаточно компактная добавка к тексту.
                                    • 0
                                      Да, тоже удивило, что не упомянуто про ЧД. И вообще не понимаю, чем сокрытие массы в ЧД не объяснение, и какие у него минусы (насчёт недостатка наблюдений событий «микролинзирования» — я так понимаю, это же проблема недостатка наблюдений, а не недостатка «микролинзирования»?)
                                      • 0
                                        Если я правильно понимаю (поправьте, если что), то надо иметь мелких (не заметных по линзированию) чёрных дыр, с массой порядка солнечных, примерно столько же, сколько и звёзд. Или чрезвычайно массивных, линзирующих, не очень много с точки зрения количества звёзд, но очень много с точки зрения линзирования — куда бы мы ни посмотрели, везде будет хоть какое-то линзирование. А с промежуточными не ясно, так как про них самих есть неясности.
                                        • 0
                                          даже не столько же, а на порядок больше.
                                      • 0
                                        Это решение создает свою проблему — объяснить как появились все эти мелкие ЧД и почему они не видны (аккреция).
                                        • 0
                                          относительно компактных чёрных дыр.

                                          … Компактных чёрных дыр из тёмной материи. И вот так круг замкнётся:)
                                          А если серьёзно, то бывают ли чёрные дыры исключительно из тёмной материи? Или чёрной дыре (как сингулярности) всё равно из чего состоять?
                                          И ещё: по логике вещей, тёмная материя будет падать в существующие чёрные дыры наравне с обычной. Может ли аккреция ТМ выдавать какое-либо характерное излучение?
                                          • 0
                                            Свечение при аккреции возникает из-за трения вещества о соседние слои. ТМ сама с собой не взаимодействует, поэтому трения не должно быть.
                                      • +1

                                        Я так понимаю, что частицы темной материи, никак не взаимодействующие ни с обычной материей, ни друг с другом (кроме гравитации) — никаких законов физики не нарушают. Это будет крайне неприятно (т.е. обнаружить и исследовать их не получится), но вполне вероятно.

                                        • 0
                                          Да, законам физики такой вариант не противоречит. Но такие частицы были бы равномерно рассеяны по вселенной, а не застревали бы в галактическом газе.
                                          Значит как-то они всё-же взаимодействуют.
                                          • 0
                                            Нет, в общем случае даже при одном только гравитационном взаимодействии с обычной материей их энергия будет постепенно переходить в обычное вещество. Точнее, в основном в электромагнитное излучение.
                                            • 0
                                              Тогда должен быть и обратный процесс. Кто должен его генерить, иначе бы оно уже кончилось
                                              • +2
                                                Да ну, у нас вроде как с начала вселенной и четырнадцати миллиардов лет не прошло. Тут вон даже водород ещё и на четверть не выгорел, а уж тёмная материя-то с одним только слабеньким гравитационным взаимодействием будет болтаться и шебуршить триллионы лет.
                                                • 0
                                                  Да логично. Что-ж это я? Ну и хорошо, пускай шубуршиться этот " теплород", тфу- тёмное вещество :)
                                              • +1
                                                Галактики только четверть вещества, остальное размазано между ними.
                                                • 0
                                                  Со временем соберётся в галактики по тому же механизму — переход энергии гравитационного взаимодействия в кинетическую, а потом высвечивание из обычного вещества из-за электромагнитного взаимодействия. Если, конечно, чего-нибудь ещё не случится.
                                                  • 0
                                                    За прошедшее с БВ время даже обычное вещество успело только на четверть скучковаться в облака размером с галактику и только весьма малая его часть — далее в звёзды и ЧД.
                                                    То что не взаимодействующие между собой частицы успели почти то же самое — маловероятно. Скорей они достаточно неплохо взаимодействуют, пусть и на порядок хуже обычной материи.
                                              • 0
                                                Через гравитацию, и в статье написано
                                                • +1

                                                  Они и не "застревают", они гравитацией сгребаются в облака. Но именно потому что рассеивать кинетическую энергию в электромагнитную темная материя (в отличии от обычной) не умеет, то получаются облака размером с галактики, и не меньше.

                                                  • 0
                                                    Это у обычного вещества облака размером с галактики… не успело сильнее.
                                                • 0
                                                  Мы должны в определенных условиях видеть нарушения законов сохранения энергии и импульса. Представьте себе, к примеру, вечно болтающийся осциллятор из двух скоплений только гравитационно взаимодействующих частиц, в который вдруг попадает облако обычного газа. Часть энергии осциллятора будет передано газу за счёт вязкого трения.
                                                  • 0
                                                    При чём если тёмной в разы больше чем светлой это должно быть очень заметно.
                                                    Интересно как ТМ работает в моделях столкновений галактик.
                                                    • 0
                                                      Её вроде как видят в столкновениях галактических скоплений — виден разогретый столкнувшийся газ, а гравитационное линзирование показывает невидимые массивные «куски», пролетевшие зону столкновения насквозь. На «Гиктаймсе» вот было — geektimes.ru/post/284934
                                                      • 0
                                                        Это меня и смущает. Почему эта самая масса не тянет газ дальше?
                                                        то есть стадии столкновения должны быть типа
                                                        1. Сближаемся и разгоняемся
                                                        2. Столкнулись, основная масса в центре, газ замедляется, ТМ полетела дальше.
                                                        3. ТМ разлетелась в разные стороны. И здесь она должна потянуть за собой газ. То есть газ должен не останавливаться а разгоняться или продолжать греться.
                                                        То же самое с столкновением галактики. Если гало есть и оно сильно тяжелее самой галактики то в какой-то момент центр масс должен быть далеко вне центра масс видимой материи.
                                                        я не спец, могу молоть чепуху.
                                                        • 0
                                                          она не может потянуть, потому как два пролетевших облака по обе стороны столкнувшегося газа, воздействие взаимоаннулируется.
                                                          • 0
                                                            Мы же говорим не о материальных точках, а облаке размером в тысячи световых лет. После пролёта один край будет раз в 100 ближе ближнему пузырю ТМ чем к дальнему. Соответственно облако газа должно аномально растягиваться при чём торцы вообще ускоряться должны так как разница максимальная и сопротивления нет.
                                                            • 0
                                                              Там даже эти самые облака улететь не смогут, затормозятся гравитацией и упадут назад.
                                                              • 0
                                                                потом — безусловно. Но в момент когда видимая материя в центре а ТМ уже пролетела основная масса находится снаружи и должна разрывать затормозивший газ.
                                                • 0
                                                  Может кто то подсказать — если вероятность того что темная материя взаимодействует с обычной с противоположным направлением гравитации?
                                                  Т.е. допускали ли в ее поисках что она будет отталкиваться от нашей имея при этом массу со всем вытекающими последствиями?
                                                  • +2
                                                    Нет — иначе бы оно не концентрировались вокруг галактик.
                                                    Т.е. притягивается.
                                                    • –1
                                                      В гравитации есть такое явление как точки Ланграж, и в этих точках вполне может находиться масса с отрицательной гравитацией.
                                                      Вопрос в том может ли в принципе аномалии на основе которых сделаны выводы о тёмной материи быть объяснены массой с отрицательной гравитацией. На мой взгляд подобная возможность должна быть обязательно рассмотрена и или потверждена или опровергнута расчётами.
                                                      • 0
                                                        Нет — ТМ считается имеющей положительную массу.
                                                        Возможно, что-то ещё имеет и отрицательную…
                                                    • 0
                                                      Вы путаете тёмную материю с тёмной энергией. Вот то что тёмная энергия может давать «антигравитацию» — да, вероятность есть. См. Горькавый и др.
                                                      Тёмная материя должна именно притягивать, её для этого и ввели (наблюдаемая масса галактик недостаточна для объяснения их видимого вращения).
                                                      • 0
                                                        Не путаю, именно антигравитацию и имел ввиду — в комментарии другого ответа дал пояснения почему можно допускать существование материи с такими свойствами.
                                                    • –16
                                                      Пока современные физики не прочитают Иммануила Канта они будут блуждать в трех соснах. Кант уже в 18-м веке точно описал пределы и ограничения, которые накладывают принципы нашего мышления на то, что мы способны познать. Эмпирическое мышление имеет ограничения, обусловленные исходными принципами самого эмпирического мышления. Другими словами, параллельные прямые не сходятся только на плоскости, но отлично сходятся при проецировании на сферу. Зрением можно увидеть только видимый свет, а звук нельзя увидеть. Это понимали и Эйнштейн, который неплохо знал Канта, и Гейзенберг, который читал Платона в оригинале, потому что отец у него был преподавателем древнегреческой философии.
                                                      Искать эмпирические доказательства в неэмпирической реальности — это все равно, что пытаться воспринять звуки глазами.

                                                      • +1
                                                        воспринимать звуки глазами вполне таки себе возможно, в исключительных состояниях конечно (синестезия).
                                                        • 0
                                                          При синестезии звуки-то всё равно воспринимаются ушами, а вот обрабатываются в мозгу уже с перехлёстом областей
                                                        • 0
                                                          > звук нельзя увидеть

                                                          Тащемта man Шлирен-метод; вроде даже тут недавно статья про это была. Ну или хотя бы даже советско-школьный опыт с банкой, воздушным шариком и маленьким зеркальцем.
                                                          • 0

                                                            Параллельные прямые ни как не "сходятся". Просто по-определению. Остальные ваши "рассуждения" имеют ту же степень безграмотности.

                                                            • 0
                                                              Есть некоторая ирония в том, что в безграмотности меня упрекает человек, которые не знает, как пишется слово «никак» и «по определению». Но это по форме. А что касается содержания, то почитайте про проективную геометрию, чтобы казаться умным не только себе.
                                                              Удачи!
                                                              • 0
                                                                Неэвклидовы геометрии? Не, не слышал.
                                                                • 0

                                                                  А вы, похоже, слышали звон… Ну, так я вас удивлю — в неевклидовых геометриях параллельные прямые тоже не пересекаются. Там могут отсутствовать некоторые аксиомы, связанные с параллельными прямыми, но о пересечениях параллельных речи всё равно нет. Просто потому, что у параллельных такое определение — это прямые, которые не пересекаются. Неевклидовы геометрии не отменяют и не изменяют определений. Они просто используют другой набор аксиом.
                                                                  Предыдущий оратор был ближе. В принципе, в проективной геометрии для удобства рассуждений (чтобы каждый раз не делать оговорки) принято считать, что параллельные прямые в бесконечности имеют одну общую точку. Даже если понимать это буквально, это всё-равно не пересечение — за этой общей точкой прямые не продолжаются за точку "пересечения", как было бы в случае настоящего пересечения, они как бы "исходят" из неё как лучи. Умозрительных аналогов тут нет, поскольку это по сути просто математический трюк. Так просто удобнее. Примерный аналог — взятие интеграла от функций с выколотыми точками. Теоретически, это довольно замороченно, а практически в этих точка можно, например, просто считать, что значение функции равно нулю. Или ещё чему-нибудь, что более удобно в конкретном случае. Ну, да, сначала надо доказать, что в заданных условиях применение этого трюка допустимо. В проективной геометрии именно так — доказывается, что для рассматриваемых целей допустимо считать, что параллельные прямые — это не прямые, а лучи, исходящие из общей точки, расположенной в бесконечности. Но это всего лишь соглашение с целью упрощения доказательств. На определение не покушаются :)

                                                              • +2
                                                                ИМХО Философы всегда блуждают в тех соснах, которые взрастили физики, биологи, математики и другие учёные, и приводят свои теории к виду, соответствующему реальным открытиям. Не наоборот.
                                                                • 0
                                                                  Наоборот. Если для вас основоположник квантовой механики Гейзенберг достаточный авторитет, то прочитайте его книгу «Физика и философия». Тогда не придется полагаться на ИМХО, потому как это не очень научная основа.
                                                                  • 0
                                                                    То есть Вы хотите сказать, что философы у нас задают тренды в науке? Именно философы, а не учёные, занимающейся философией. Когда физик интересуется философией – это одно; философ, говорящий физику, руководствуюсь своими скудными познаниями в области, что он то-то и то-то не может – совершенно другое. Я ожидал увидеть более конкретное опровержение моему мнению, выраженному в двух предложениях, чем «есть вот такая книжка – ищите там». Уж извините, но я не философ и не физик, чтобы тратить своё время на данное чтиво.
                                                                    • 0
                                                                      Ну, на высказывание своего ИМХО вы время все же тратите… А простые ответы они только на РЕН ТВ.
                                                                      • 0
                                                                        Я пишу ИМХО, потому что не слишком хорошо разбираюсь в теме, чтобы считать свой взгляд значимым. Но мне кажется, что на конструктивный вопрос должен быть дан конструктивный ответ. Вы же ответили «Наоборот.» и сослались на авторитет. Не нужно быть выдающимся учёным, чтобы проследить за историей и сделать вывод относительно философии и её места в современной науке, я думаю. Подчёркиваю – современной. Выдать тираду о важности философии Вы смогли, а обосновать свою позицию? Сейчас Вы ретируетесь под гнетом простого вопроса. Так может первый комментарий был пустой тратой времени, раз Вы не готовы защищаться и отстаивать свою точку зрения?
                                                                        • 0
                                                                          А в чем, простите, состоит «конструктивность» вашего вопроса? Он чем-то аргументирован кроме «ИМХО»? На мой взгляд — нет. Опровергать мнения — это неблагодарное занятие, тем более, что на некоторые даже очень короткие вопросы невозможно дать короткие ответы. Вы сможете объяснить что такое квантовая физика, не научив человека предварительно говорить, читать, считать, классической механике и релятивистской механике? Каким образом я смогу вам объяснить отличия формальной логики, на методе которой строит свою теорию традиционная физика, от трансцедентальной логики, которая не отвергая формальную логику, разрабатывает вопрос не формы, а содержания логики и тех ограничений, которые накладывает на обычную логику ее форма? (удалось удержать мысль пока читали предложение?). Эйнштейн знал трансцедентальную логику и Гейзенберг знал. Предполагаю, что именно поэтому им удалось сделать что-то новое в науке, пока остальные копошились в рамках традиционных физических теорий и представлений о мире. И нынешние физики точно также копошатся, потому что для того, чтобы мыслить что-то новое, нужно знать как устроено мышление, а этим занимаются философы. Среди таких философов, кстати, были Декарт (про систему его координат слышали?), Лейбниц (создал мат. анализ) и масса других.
                                                                          Удачи вам в библиотеке!
                                                                          • 0
                                                                            Браво, просто браво. Могу вам выслать медаль почетного Дартаньяна.

                                                                            Опровергать мнения — это неблагодарное занятие

                                                                            О боже. Да как мы осмелились. Но я все осознал. Ваше благородное сияние ослепляет меня. Теперь я понимаю, что чувствовала Семела.

                                                                            Каким образом я смогу вам объяснить отличия формальной логики, на методе которой строит свою теорию традиционная физика, от трансцедентальной логики

                                                                            А зачев вы вообще спустились до нашего плебейского уровня и озарили нас светом своего первого комментария? Если уж взялись нести свет в массы — идите до конца. А то это похоже на классичекий слив «я прав, а вы нет, но вы слишком тупы чтобы это осознать». Такое тоже бывате, но это явно не тот случай

                                                                            Эйнштейн знал трансцедентальную логику и Гейзенберг знал. Предполагаю, что именно поэтому им удалось сделать что-то новое в науке
                                                                            Человеку, распинающегося о логике, сделать ошибку «После этого — значит по причине этого» — непростительно. Ньютон вот занимался проблемами христианской догматики. Это же не значит что именно по этому он открыл закон всемирного тяготения и нам теперь срочно нужно занятся тем же, а то дифуры не поймем.

                                                                            Удачи вам в библиотеке!

                                                                            Это ж какое эго нужно иметь, чтобы считать, что чужой человек, прочитав ваш комментарий, побежит в библиотеку в попытках доказать, что вы правы. Максимум чего вы заслуживаете — моего комментария с разбором ваших ошибок. Уж очень я люблю срачи разводить на пустом месте.
                                                              • –4
                                                                А может emDrive как раз с тёмным веществом и взаимодействует?
                                                                • +1
                                                                  1.
                                                                  Возможно, тёмная частица – это вообще не частица, а «нечастица», как сказал один теоретик. Нечастицы – дальние родственницы электромагнитного поля, чья энергия не делится на отдельные пакеты.


                                                                  Я не поняла. Это как? Что имеется ввиду? Квантовую механику отменили?

                                                                  2.
                                                                  Самым лучшим инструментом для открытия частиц тёмной материи был бы новый коллайдер. <...>. Даже если бы у физиков были неограниченные ресурсы, никаких выигрышей от постройки чего-то более крупного уже не было бы. Дальше любая неизвестная частица окажется настолько массивной, что Большой взрыв просто не мог бы породить их в достаточном количестве.


                                                                  Мне кажется, это несколько преждевременное заявление. Давайте хотя бы дойдём до энергии восстановления электрослабой симметрии (а потом локально «завалим» её в другую сторону — вот это будет «номер»). Подходите со своими суперколлайдерами, я найду вам работу. Если вам всего мало, можете поискать инфлатоны.
                                                                  • 0
                                                                    Насколько я понимаю, электрослабое объединение — это энергия чуть менее 100 ГэВ. Подтверждение этой теории должны были найти ещё на LEP.
                                                                  • 0
                                                                    «Огромное количество таких частиц должно в каждый момент времени проходить сквозь нашу планету, и следует ожидать, что какая-нибудь из них должна оставить след»
                                                                    Ну, если предположительно в граммах, то не сильно огромным это количество кажется)

                                                                    «Но Большой адронный коллайдер занимался именно этим, и пока ничего такого не обнаружил.»
                                                                    Он довольно много стоял на паузе в разное время, включая этот год.
                                                                    И всё сводится к ограниченности инструментов, мощностей.

                                                                    «Где-то через три десятилетия физики планируют построить коллайдер, превышающий БАК по мощности в несколько раз. …………………………… Но это, вероятно, окажется пределом. Даже если бы у физиков были неограниченные ресурсы, никаких выигрышей от постройки чего-то более крупного уже не было бы.»
                                                                    Мне на подобное недавно сказали: если будет выше энергия частиц, то нужны будут более пологие повороты, чтобы удержать их на орбите. Размер имеет значение.

                                                                    Если играть с вероятностями и делать ставки, я бы ставил всё-таки на текущие направления исследования, как на наиболее потенциально выигрышные. Мы ищем скрытую массу? И мы находим её в последние годы! На передовой науки, на самом ее острие: самые тяжелые частицы – бозон хиггса, ещё более тяжелые — w и z бозоны и топкварк. Дальше методы детектирования не идеальны (достаточно изучить погрешность/точность внутренних детекторов коллайдера, да там даже целые сантиметры от места столкновения… за время жизни вышеуказанных частиц самые быстрые частицы во вселенной даже миллиардную долю миллиметра проползти не успевают, если не учитывать увеличение времени жизни частицы на релятивистских скоростях).
                                                                    Догма: самые тяжелые частицы = самые нестабильные = существуют по времени меньше всего, что только можно вообразить.
                                                                    Разумным решением будет доить эту тему дальше. Всё указывает на то, что мы нащупали вершину айсберга.
                                                                    И после нахождения достаточного количества таких кандидатов – останется только выяснить и доказать, при каких условиях они возникают повсюду в галактике.

                                                                    В таком случае до пределов в поисках ещё далековато. До планковских.
                                                                    • –5

                                                                      Я считаю что мир многослойный и многомерный. Темная материя практически такая же как обычная, но сдвинута в 4 измерение относительно 3д мира, поэтому взаимодействует только гравитационно т.к. гравитация это искривление 3д пространства в 4д, темная материя взаимодействует сама с собой, просто нам из 3д кажется что нет, т.к. мы видим только ее гравитационную "тень", это как над 2д поверхностью могут пролетать несколько 3д предметов и их тени пересекутся без взаимодействия, но сами предметы могут не пересекаться в 3д.

                                                                      • +4
                                                                        Если бы было протяженное 4 измерение то гравитация затухала бы как 3 степень расстояния, а не 2-я
                                                                        • 0

                                                                          Это если гравитация равномерно распространяется во всех измерениях во всех направлениях и не замкнутое в 4д поле как например линии магнитного поля замкнуты у нас в 3д.
                                                                          В нашем 3д мы имеем магнитное поле которое в некотором смысле 2д: существует в плоскости перпендикулярной движению заряженной частицы и затухает линейно от расстояния. Причем если перпендикулярно плоскости в которой существует магнитное поле нарисовать еще плоскость — 2д вселенную, то ее гипотетические жители будут воспринимать это проходящее через их вселенную магнитное поле как поле не имеющее направления и линейно затухающее от источника. В итоге в их 2д это поле не имеющее направления и затухающее линейно от источника как и положено в 2д, а в нашем 3д это 2д поле имеющее замкнутые линии.


                                                                          Возможно и гравитация что-то подобное, в 3д мы видим как поле не имеющее направления и затухающее в квадрате, а в 4д оно вполне может быть замкнутым 3д полем

                                                                          • 0
                                                                            С магнитным полем аналогия спорная, оно не самостоятельное, многие вообще считают, что магнитное поле -это видимый релятивистский эффект электрического поля и законов сохранения. В поддержку этой точки зрения говорит и отсутсвие магнитных монополей
                                                                        • +3
                                                                          И да, кстати, наивные струнники считают, что измерений 21
                                                                          Но мы то точно знаем, что их вдвое больше и правильный ответ-42!
                                                                        • –2

                                                                          А почему бы этим "частицам" не отталкиватся от обычной материи но гравитировать между собой?
                                                                          Тогда получится этакий кусок темной материи, который удерживает в себе гравитационно материю (похоже как пространство растягивается, но гравитационно связаные объекты не растягиваются), но сам от нее отталкивается — тогда она просто будет находится за пределами (между) звездых систем, и изнутри её увидеть будет нельзя… да и вообще увидеть будет нельзя — так как даже находясь в межзвездном пространстве — корабль будет создавать пузырь от которого отталкиваеются (но до определенного рассторяния — как бы обтекая) частицы темной материи…
                                                                          Почему нет ?


                                                                          Ну и второй вариант:
                                                                          Это вес самого пространства, которое продавливается (и собирается в кучку) обычной материей… то есть вот оно везде имеет какуюто массу (скажем довольно большую), а там где оно комкается гравитацией материи — его больше и оно тяжелее — делая всякие анамалии по массе галактик и их вращению…
                                                                          Почему нет ?

                                                                          • +2
                                                                            А почему бы этим «частицам» не отталкиватся от обычной материи но гравитировать между собой?

                                                                            Если вы изобрели отрицательную массу, то вынужден вас огорчить. Отрицательная масса будет отталкиваться от обычной материи с положительной массой. Но она также будет отталкиваться от другого куска с отрицательной массой. Тут совсем несложный матан на самом деле, при желании можно осилить.
                                                                            Это вес самого пространства

                                                                            Такой вариант рассматривался с 1916, когда Картан нашёл ошибку в рассуждениях Эйнштейна 1915 года. На сегодняшний день никто не оспаривает, что у «самого пространства» есть вес, ну в смысле что энергия вакуума больше нуля (E=mc2, вот это всё). И даже нашли источник этой энергии — поля Хиггса. Вот 5 лет назад нашли собственно бозон Хиггса, и очень по этому поводу радовались.
                                                                            Но есть чисто бухгалтерская проблемка. Если всё аккуратно посчитать, то получается ошибочка в 120 — нет, не единиц, и даже не раз, в 120 порядков. В 10120 раз относительно наблюдаемого значения. В сто сикстиллионов гуглов раз ошибочка выходит. Это безусловный чемпион в номинации «худшее предсказание теоретической физики в истории» (с).
                                                                            Поэтому считают, что во Вселенной есть некая энергия, которая и даёт тот самый вес. Поскольку пока эту энергию никто не обнаружил, её называют «тёмная энергия». Проблемка в том, что Вселенная должна состоять из этой тёмной энергии, которую никто не видел, на 74%. И не очень понятно, чем тут вообще эти физики занимаются.
                                                                            • 0
                                                                              Так бозон ненастоящий что ли?
                                                                              • 0
                                                                                Отрицательная масса будет отталкиваться от обычной материи с положительной массой. Но она также будет отталкиваться от другого куска с отрицательной массой. Тут совсем несложный матан на самом деле, при желании можно осилить.
                                                                                Если гравитация это искривление пространства, то возможны и более забавные варианты.
                                                                                Например «обычная» масса создаёт воронки вниз, а «необычная» — воронки вверх
                                                                                • 0
                                                                                  По ОТО честно считать лень, а по гравитации Ньютона такого не будет:
                                                                                  Отрицательная масса будет отталкиваться от обычной материи с положительной массой.

                                                                                  Объект отрицательной массы отталкивает пробное тело с ускорением «же», а положительной — притягивает. Значит 2 объекта с массой равной по модулю и противоположной по знаку — это уже штука, которая должна сама себя двигать.
                                                                                  • 0
                                                                                    которая должна сама себя двигать.
                                                                                    Что должно нарушать закон сохранения импульса.
                                                                                    • 0
                                                                                      так как суммарная масса ноль, то при любой скорости импульс тоже нулевой.
                                                                                      • 0
                                                                                        Равная масса это очень частный случай, в общем случае массы не будут равны. При не равной массе эта штука всё равно будет какое-то время разгоняться.
                                                                                        При любой массе это разогнавшись сможет врезаться в условную стену и на неё воздействовать.
                                                                                        Вообще даже при равной массе импульс будет нулевой только из бесконечности. Ситуация как с электрической нейтральностью атома — из бесконечности он нейтральный, а вблизи силы Ван-дер-Ваальса.
                                                                                        • 0
                                                                                          Если массы не равны (а сила действующая на них равна) то они или разбегутся или столкнутся, и на этом всё.
                                                                                          А вмазывание в стенку отрицательной массы произведёт незабываемые эффекты
                                                                              • +1
                                                                                А что там теории говорят? ТМ распределена боле-менее равномерно или скапливается?
                                                                                • –1
                                                                                  Теории говорят, что ТМ не должна скапливаться. Иначе она давно бы скопилась в окрестностях центров галактик.
                                                                                  • +1
                                                                                    На самом деле нет, теории такого не говорят. И она скопилась в окрестностях центров галактик, просто в достаточно далёких.
                                                                                    Известная картинка, где синим показано как раз скопление ТМ: apod.nasa.gov/apod/image/0608/bulletcluster_comp_f2048.jpg
                                                                                    • 0
                                                                                      >И она скопилась в окрестностях центров галактик, просто в достаточно далёких.
                                                                                      А в близких галактиках не скапливается?

                                                                                      Неравномерности в плотности изначально создавала ТМ, потом туда начала стекаться обычная. Из-за того что темная материя очень слабо взаимодействует как сама с собой так и с обычным веществом она не может остыть и превратится например в черную дыру например. Поэтому она остается достаточно разряженной. Везде где мы видим скопление обычной материи есть скопление темной, в гало галактик например. ТМ формирует основную массу галактики.
                                                                                • +3
                                                                                  Жуткий перевод, очень много воды, примерно 33% слов из текста можно/нужно выкинуть. Так по-русски не говорят.
                                                                                  • +1
                                                                                    Так автор по-русски и не говорит
                                                                                    • 0
                                                                                      По-русски должен говорить переводчик.
                                                                                  • +1
                                                                                    сразу промотал до последних абзацев.
                                                                                    Несмотря на все эти невероятные попытки, мы можем и не обнаружить сигналы. Это довольно мрачная перспектива. Возможно, нет никакой тёмной материи. Мы продолжаем искать отклонения от ОТО. Пока что ни одного не нашли.

                                                                                    Собсно, ничего нового.
                                                                                    • –3
                                                                                      А потом окажется что темная материя таки мана, но на нашей планете нет созданий способных с ней взаимодействовать, накапливать и тд… а с обычными частицами она упорно не взаимодействует, обламывая все стандартные способы ее найти, ибо по материальности находится где-то рядом с мыслью, выдавая себя только своей массой. А где-то есть существа, которые ее прекрасно используют, накапливают и переводят в нормальную форму в виде известных нам частиц… (но это так, мысли из области фантастики)
                                                                                      • 0
                                                                                        Может ли быть, что тёмная материя — это просто локальная кривизна пространства в отсутствии какой-либо энергии? Такие «складки», образованные непосредственно в момент большого взрыва (или что там до него было), а затем растянутые в процессе увеличения вселенной, куда и «сваливалась» вся материя.
                                                                                        Есть ли в теории инфляции что-то, что говорит нам, что должна быть именно материя? Или моя дилетантская гипотеза попахивает эфиром (не медицинским)?
                                                                                        • 0
                                                                                          Не было складок, были флуктуации, которые растянулись. Складок не было потому, что материя была в самом упорядоченном состоянии, минимальная энтропия.
                                                                                        • 0
                                                                                          Нужно создавать гигантские космические гравитационные телескопы, чтобы видеть Вселенную в «гравитационном спектре» с высоким разрешением. Возможно мы многое сможем увидеть, что не видно с помощью обычной астрономии, и может быть увиденная структура подскажет природу темной материи.
                                                                                          • –2
                                                                                            1. Есть феномен. В нашем случае — гравитация.
                                                                                            2. Есть описание на языке формул. В нашем случае — это формулы Ньютона.
                                                                                            3. Есть общее объяснение. В нашем случае — это ОТО Энштейна.
                                                                                            4. Есть наблюдаемое расхождение с формулами из п.2. на галактических масштабах.

                                                                                            Как быть? Ну конечно-же вводим «помеху»! Нет, мы не ставим под сомнение объяснение из п.3. Нет, мы не сомневаемся в формулах из п.2. Тем более мы не сомневаемся в том, что вообще эти формулы описывают. Более того, все кто имеют наглость даже намекать, что там что-то не так, тут же клеймятся «тупыми альтернативщиками» и высмеиваются.
                                                                                            А вот помеха — это наше всё. Назовем ее красиво: «Темная» чего-то там и тем самым обеспечиваем себе финансирование на долгие годы. А чтобы нас не упрекали, что мы что-то уж больно долго эту помеху ищем и всё не находим, начинаем потихоньку готовить обывателя к мысли, что помеха принципиально не обнаруживаема. Но она есть, не сумневайтесь. Правильные формулы ж не очень правильно работают! Значит есть!
                                                                                            • 0
                                                                                              Маленькая проблемка, о которой писали уже несколько раз выше. Альтернативные теории противоречат целой пачке фактов. Впрочем, ТМ тоже далеко неидеально ведёт себя с теми же галактиками. Так что вы и правы, и не правы. Как писали выше, ТМ — по сути эвфемизм для «неведомая летающая фигня». И, кстати, в современной физике целая пачка нерешённых проблем, начиная от несовместимости ОТО и КМ.
                                                                                            • 0

                                                                                              Хорошее предположение, что темная материя это не один тип частиц.
                                                                                              Логичное предположение, что темная материя, как и обычная материя, состоит из множества различных частиц и что каждая частица взаимодействует определенным образом.

                                                                                              • 0
                                                                                                Не сходится. При аннигиляции пар частица -античастица остаются только «энергия в чистом виде» -фотон. То есть если бы тёмная материя была аналогична обычной мы смогли её увидеть в прямом смысле и она не была бы тёмной
                                                                                                • 0
                                                                                                  «В фотон» В два фотона естественно
                                                                                                  • 0
                                                                                                    ну мы и аннигиляцию нейтрино не видим
                                                                                                    • 0
                                                                                                      А черт его знает почему не видим.Вроде есть возможность аннигиляции электрон -позитрон с образованием пары нейтрино-антинейтрино вместо пары фотонов. Значит и у обратного процесса есть ненулевая вероятность. Может просто редко происходит
                                                                                                      • 0
                                                                                                        У нейтрино заряда нет, но масса есть.
                                                                                                        Они вполне могут при аннигиляции гравитационные кванты излучать.
                                                                                                        А если кинетическая энергия достаточная — то там вообще всё что угодно вылететь может.
                                                                                                        • 0
                                                                                                          У фотона вообще нет массы покоя, но если есть достаточно энергии, то тоже может получиться все что угодно если его обо что нибудь стукнуть, лишь бы энергии хватило, хоть новая вселення
                                                                                                          «Дайте я его стукну и он станет розовым в крапинку»
                                                                                                    • 0
                                                                                                      Как бы опыт работы LEP намекает, что только 2 или 3 фотона возникает лишь при малых энергиях (это я говорю об электрон+позитрон). Может родиться 1 или 2 мезона
                                                                                                      Вот хотят например построить фабрику для рождения пары бозонов Z + H.
                                                                                                      Если говорить про столкновение кварков, то там может из пары кварк+антикварк родиться опять же бозон Хиггса + W или Z.
                                                                                                      Если энергия покоя частицы ТМ хотя бы выше массы пиона, то есть вероятность родить что-то при столкновении с обычным протоном.
                                                                                                    • 0

                                                                                                      Оккаму ваше предположение не нравится.

                                                                                                      • 0

                                                                                                        Оккаму многое что может не нравится. Но это не отменяет множество теорий которые существуют сегодня.

                                                                                                        • 0
                                                                                                          Оккам много гипотез отменил и ещё отменит.
                                                                                                    • 0

                                                                                                      странно, вначале делают предположение, что тёмная материя не взаимодействует с обычным кроме как гравитационно, затем строят детекторы из обычного вещества и ищут следы его взаимодействия с ТМ. странно также, что ищут именно темную материю, а не обсуждают как меряли необходимую массу в галактике для того чтобы звезды не разлетались. По учебнику из школы например, после соединения двух объектов, разъединить их уже не получиться, т.к. сила гравитации якобы обратнопропорциональна квадрату расстояния.Расстояние ноль — сила бесконечна.

                                                                                                      • +1
                                                                                                        На знания из школьного учебника необходимо наложить понимание отсутствия точечных объектов и невозможность нулевого расстояния между объектами.
                                                                                                        • 0
                                                                                                          т.е. достаточно, чтобы центры масс двух объектов совпали и получим бесконечную силу взаимного притяжения?
                                                                                                          • +1
                                                                                                            Внутри шарообразного центрально симметричного тела сила тяжести пропорциональна массе тела под данным радиусом. То есть в центре -сила тажести нулевая
                                                                                                      • 0

                                                                                                        суть в том, что как я понимаю на практике для разных явлений используют свои формулы для гравитации, которые подогнаны под конкретные эмпирические данные. но при этом на уровне галактики почему то считают, что могут рассчитать как должны взаимлдействовать звезды, а если они летят не так как надо, предполагают наличие неуловимых частиц. Вроде ж нет технической возможности рассчитать как гравитационно взаимодействуют три и более объекта, ну так а тут миллиарды их.

                                                                                                        • 0
                                                                                                          Давненько была новость на Ленте — посчитали, что штук 117 окрестных звезд взаимодействуют так, как будто плотность ТМ среди них относительно небольшая (что-то около <0.1 масс Земли на куб. св. год).
                                                                                                        • 0
                                                                                                          Равномерно ли распределена «тёмная материя» в пространстве — или для каждой вращающейся галактики нужна разная её плотность?
                                                                                                          • 0

                                                                                                            кто может объяснить, почему на роль темной материи не может претендовать сам гравитон или его партнер гравитино? Ведь о то и другое взаимодействует только через гравитацию

                                                                                                            • 0
                                                                                                              ну, по самым поверхностным сведениям гравитон теоретически безмассовый, а практически уже точно очертили границы, где его нет, т.е. масса не больше 1,1 × 10−29 эВ/c2; это, напомню, гипотетическая частица; а как гравитоны должны объяснять ускоренное вращение галактик по её краям? нужна масса.
                                                                                                              • 0
                                                                                                                похоже нужно многое объяснить. ниже буду приводить, что я знаю, а вы поправите:
                                                                                                                квантовая физика:
                                                                                                                гравитон — носитель гравитационного взаимодействия, остальные частицы — носители массы (наиболее крупные бозоны)
                                                                                                                релятивистская физика:
                                                                                                                гравитационная масса — носитель гравитационного притяжения
                                                                                                                Т.е. в разных теориях эти два понятия то разделены и то объединены. Таким образом массовые частицы не обладают гравитационным полем и не участвуют в гравитации. Отсюда я сделал вывод, что именно гравитон, а не массовые частицы, занимается притяжением. Ведь ускорение обусловлено притяжением?
                                                                                                                • 0
                                                                                                                  Если гравитон безмассовый — то он как и фотон движется со скоростью света и не может создать «облако» вокруг галактики.
                                                                                                            • 0
                                                                                                              «а может ее и нет» — Наиболее ценная гипотеза текста.
                                                                                                              Нужно вернуться к истокам и перепроверить аргументы, которые послужили основанием для допущения о ТМ. Их на самом деле совсем не много.
                                                                                                              • 0