Тёмная материя одна из самых загадочных субстанций во Вселенной. Она ничего не излучает и не участвует ни в одном взаимодействия, кроме гравитационного и, возможно, слабого. Именно из-за гравитационного взаимодействия и обнаружили тёмную материю, а недавно учёным даже смогли создать полноценную карту тёмной материи, которая несколько всех удивила.
Коротко о тёмной материи
Общая теория относительности описывает гравитацию как искривление пространства-времени. То есть пространство-время можно представить, как мягкую ткань, которую натянули и положили на неё какой-то предмет и он своей массой, будет прогибать её под собой. Если положить на эту ткань два шарика, например, то они начнут скатываться друг к другу и в конечном итоге столкнутся. По схожему принципу работает гравитация.
С момента открытия общей теории относительности поведение планет и звёзд вполне укладывалось в её предсказания, но астрономия не стояла на месте.
В 1937 году астрофизик Фриц Цвикки заметил, что движение галактик в скоплении «Волосы Вероники» несколько странное. Средняя скорость галактик была слишком высокой. Настолько высокой, что эти галактики давно должны уже разлететься в разные стороны. Цвикки подсчитал массу всех галактик, но она была слишком мала, чтобы гравитация могла удерживать вместе столь быстрые галактики.
Похожую проблему обнаружили и в других скоплениях галактик и даже для звёзд в нашей галактике. Физики предположили, что в обоих случаях существует какая-то дополнительная материя, чья масса значительно больше чем у видимой, которая и является причиной этой аномалии. Учёные назвали эту загадочную материю «тёмной материей», а окрестности галактики, где этой материи больше всего — «гало тёмной материи».
Тёмную материю невозможно увидеть или почувствовать, она не излучает электромагнитные волны (поэтому и назвали её тёмной). Мы только можем видеть, как она взаимодействует с видимой материей гравитационно на очень больших масштабах. На меньших масштабах она тоже есть, но её плотность настолько мала, что в Солнечной системе её недостаточно, чтобы оказывать существенное влияние на планеты.
Самая большая карта тёмной материи
Недавно учёные создали крупнейшую в истории карту распределения тёмной материи. Как было выше сказано материя искривляет пространство-время, поэтому астрономы могут нанести на карту места её скопления, используя эффект гравитационного линзирования.
Команда Dark Energy Survey (DES) использовала искусственный интеллект для анализа изображений 100 миллионов галактик, который, анализируя на их форму, видит искажения, вызванные гравитационным линзированием. Новая карта представляет собой изображение всего тёмного вещества, обнаруженного между нами и наблюдаемыми галактиками, и охватывает четверть неба южного полушария.
По данным этих исследований, распределение обычной и тёмной материи во Вселенной соответствует прогнозам стандартной космологической модели, лучшей на сегодняшний день модели Вселенной, что в очередной раз подтверждает её. Считается, что данная карта может помочь нам ответить на фундаментальные вопросы о Вселенной и природе тёмной материи.
Автор: Алексей Нимчук. Редакция: Фёдор Карасенко.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon.
