Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя

Краткая история астрономии Том 11 Темная материя

 Содержание

11-1. Общие понятия о темной материи

11-2. Наблюдения темной материи

11-3. Новые наблюдения темной материи

11-4. Млечный Путь и Солнечная система

11-5.Карликовые галактики

11-6. Гало темной материи

11-7. Рыхлая темная материя и филаменты

11-8. Взаимодействие с темной материей

11-9. DF2 4. Галактики без тм

11-10. Карты и обзоры

11-11. Инструменты

11-12. Поиски WIMP

11-13. Поиск легких частиц

11-14. Перспективные проекты поиска темной материи

11-15. Барионная темная материя. MACHO

11-16. Темная материя и черные дыры

11-17. Первичные черные дыры

11-18. Космология темной материи

11-19. Экзотические теории темной материи

11-20. Теория гравитации MOND

Часть 11-1 Общие понятия о темной материи

Содержание

Том – часть - глава

11-1-1. Темная материя. Справка

11-1-2. История термина «тёмная материя»

11-1-3. Ян Хендрик Оорт

11-1-4. Фриц Цвикки

11-1-5. Хорес Уэлкам Бэбкок

11-1-6. Проблема недостающей массы

11-1-7. Радиоизлучение

11-1-8. Де Хюлст

11-1-9. Массы скоплений галактик

11-1-10. Вера Рубин

11-1-11. Аргументы в пользу существования тёмной материи

11-1-12.  Кен Фримен

11-1-13. Наблюдательные доказательства существования темной материи

11-1-14. Теоретические доказательства существования темной материи

11-1-15. Горячая темная материя

11-1-16. Холодная тёмная материя

11-1-17. Джим Пиблс

11-1-18. Нобелевская премия Джима Пиблса

11-1-19.  Джон Ричард Бонд

11-1-20. Джордж Р. Блюменталь

11-1-21. Проблема каспов

11-1-22. Возможные объяснения проблемы каспов

11-1-23. Другие сложности в теории холодной тёмной материи

11-1-24. Темная материя и космология

11-1-25. Стандартная космологическая модель (ΛCDM)

11-1-26. История возникновения ΛCDM

Глава 11-1-1 Темная материя. Справка

               Темной материей собирательно называют группу отдельных несостыковок современной теоретической астрофизики с наблюдениями. Например, теория предсказывает спадание скорости обращения звезд по мере удаления от центра галактик, но в большинстве случаев этого не наблюдается. Также темная материя должна отвечать за динамическую устойчивость скоплений галактик, параметры гравитационного линзирования, быстрый рост неоднородностей в ранней Вселенной, форму спектра мощности реликтового излучения и некоторые другие явления.

               Природа темной материи остается предметом исследований, но большинство предложенных теорий рассматривают ее в виде новой субстанции, которая не взаимодействует посредством электромагнетизма и поэтому не может быть зафиксирована обычными телескопами. Тем не менее, в рамках этой концепции также существует огромное разнообразие вариантов. В частности, неизвестна масса частиц темной материи: высказанные гипотезы рассматривают любые возможности от сверхлегких частиц «размытой» темной материи до объектов с массами в десятки солнечных.

               Согласно опубликованным в марте 2013 года данным наблюдений космической обсерватории «Планк», интерпретированным с учётом стандартной космологической модели Лямбда-CDM, общая масса-энергия наблюдаемой Вселенной состоит на 4,9 % из обычной (барионной) материи, на 26,8 % из тёмной материи и на 68,3 % из тёмной энергии. Таким образом, Вселенная на 95,1 % состоит из тёмной материи и тёмной энергии.

Глава 11-1-2 История термина «тёмная материя»

               Понятие тёмной материи исторически связано с проблемой скрытой массы, когда наблюдаемое движение небесных тел отклоняется от законов небесной механики; как правило, это явление находило объяснение в существовании неизвестного материального тела (или нескольких тел). Именно так были открыты планета Нептун и звезда Сириус B.

               Сам же термин «тёмная материя» (фр. matière obscure), возможно, впервые использовал в 1906 году французский физик и математик Анри Пуанкаре, развивая соображения лорда Кельвина относительно оценки массы звёзд Галактики исходя из распределения их скоростей: «Множество наших звёзд, возможно, даже их подавляющее большинство, могут быть тёмными телами (фр. corps sombres, англ. dark bodies)», однако делая иной вывод: «Тёмной материи нет, или, по крайней мере, её не так много, как видимой».

               К похожему заключению пришёл в 1915 году и эстонский астроном Эрнст Эпик, а затем, в 1922 году — голландец Якобус Каптейн, который, по всей видимости, первым использовал термин «тёмная материя» (нидерл. donkere materie, англ. dark matter) именно в смысле ненаблюдаемой материи, о существовании которой можно судить лишь по её гравитационному воздействию:

    «Таким образом мы можем оценить массу тёмной материи во Вселенной. Если рассматривать её состояние в текущий момент, доля этой массы, судя по всему, не может быть преобладающей».