Тёмная материя

Эта статья сделана для того, чтобы быстро, кратко и понятно объяснить, что же всё-таки такое тёмная материя.

Тёмная материя- в физике и астрономии, это та материя, которая не участвует в электромагнитном взаимодействии.

Впервые о проблеме скрытой массы и возможном существовании темной материи заговорили в 1922 году британский и голландский астрономы Джеймс Джинс и Якобус Каптейн. Спустя чуть меньше века учёные смогли рассчитать примерное количество тёмной материи во вселенной. По опубликованным результатам космической обсерватории Лямбда-CDM в марте 2013 года, 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. Получается, что Вселенная на 95,1 % состоит из тёмной материи и тёмной энергии.

Однако, экспериментальное обнаружение частиц тёмной материи основывается на присутствии большой массы, гравитационно-взаимодействующих с другими массами. Но проблема в том, что эти частицы, электрически нейтральны, то есть невидимы и имеют небарионную природу. Имеются два варианта поиска: прямой и косвенный. Например, за счёт наблюдения за Кривыми вращениями галактик, демонстрирующих отсутствие убывания скорости вращения на периферии звёздных дисков. Наиболее простым объяснением этого эффекта является наличие у галактик массивных невидимых гало, дающих большой вклад в их массы, получилось определить, что тёмная материя существует.

Также имеется проблема в определении вещества из которого состоит данное вещество. Учёные определили 3 классификации и 5 возможных частиц, которые являются тёмной материей.

Классификации:

Горячая тёмная материя- это материя, которая в момент выхода из равновесия энергия частиц во много раз превышала их массу.

Холодная тёмная материя- это материя, которая частицы ТМ отщепились от космической плазмы уже будучи нерелятивистскими.

Тёплая тёмная материя- это материя, которая составлена из частиц массой больше или порядка 1 эВ.

Типы:

Чёрные дыры-это первичные чёрные дыры, появившиеся в момент начального расширения Вселенной сразу после Большого взрыва.

Максимоны- Также было предположение, что на роль темной материи могут претендовать планковские черные дыры так называемые максимоны, являющиеся конечным продуктом эволюции обычных черных дыр, они стабильные и более не подверженные излучению Хокинга.

Нейтрино- это частицы, которые не участвуют в электромагнитных взаимодействиях, именно поэтому и стали исторически первыми кандидатами на роль частиц темной материи.

Аксионы- представляют собой гипотетические нейтральные псевдоскалярные частицы, введенные изначально для решения проблемы отсутствия сильного CP-нарушения в квантовой хромодинамике.

Суперсимметричные частицы- описываемые в рамках суперсимметричных теорий, не участвуют в электромагнитном и сильном взаимодействиях и если они стабильны, могли бы быть распространены во Вселенной и играть важную роль в ее эволюции, то есть быть частицами тёмной материи.

К несчастью, это практически всё, что учёные смогли узнать о тёмной материи с 1922 года. Однако, технологии постоянно совершенствуются а потому вполне возможно, что уже через пару десятков лет люди смогут узнать об этом загадочном веществе гораздо больше.