Главная пометка - есть макро мир и микро мир. Макро - наш мир, проще говоря большой. А микро - это там где всякие атомы, где носятся в виде волны, электроны, те самые, которые одновременно находятся как минимум в двух точках пространства-времени.
Ещё там есть совсем странные нейтрино - вроде бы без массы, но при этом умеющие летать бесконечно долго, далеко, пролетающие не замедляясь даже сверхновые звёзды и любой толщины слой свинца. В этом чудном микро-мире могут на доли секунду то возникнуть чёрные дыры, то телепортируются непонятно откуда в непонятно куда электроны. Там весело и при этом непонятно и даже классическим физикам - страшно.
Так вот, в нашем мире по сути балом правит Ньютоновская механика.
А вот в микро-мире, она не может править, там работает квантовая механика.
Работоспособность самой Квантовой механики вопрос давний и давно доказанный. Ну для справки - благодаря её законам, в США смогли первыми сделать ядерное оружие, потому что квантовую механику там изучали и знали её формулы и законы. А ещё там с радостью принимали новый учёных, везших свежие идеи.
При этом даже Резерфорд сомневался в том, что можно разделить атом и при этом получить много энергии.
Два столпа науки того времени, да и нынешнего - Бор и Уиллер, на основе законов квантовой механики доказали, что согласно теории вероятности, на которой и основано учение о квантах, нейтрон обязательно расщепит ядро урана. Мало того, освободит ещё два и более нейтрона, а они от радости, побегут тут же разбивать оковы на нейтронах в других ядрах урана - это вам и есть Цепная реакция. После которой получается Маленькое солнце. В первый раз оно показало свой ужас в Японии. 40 тысяч тонн тротила, за раз. Вспыхнула не просто новая Эра, сама себя показала Квантовая механика и то, что вероятность - это не просто удача, а прогнозируемая величина.
Цитата Митио Каку - "В квантовой механике никогда не знаешь, расщепит ли отдельный конкретный нейтрон атом урана, но можно с невероятной точностью вычислить вероятность того, что миллиарды атомов урана расщепятся в бомбе. В этом и состоит сила квантовой механики"
Тёмная материя.
Первая проблема, которая появилась у астрономов, когда они получили мощные телескопы - это скорость вращения Галактик. Она была выше, чем полагалось согласно формулам Теории относительности, Квантовой механики и Нютоновской классической небесной механики - особенно "Нютоновка" страдала. Её формулы показывали, что при таких скоростях, всё должно разлететься немедля. А оно нет. Чудеса.
Ещё знаменитый Ньютон заметил - чуть чуть, а не сходятся его формулы и реальное движение планет. Но он списал это на свои личные ошибки и неточность приборов.
Цитата - В 1922 году астрономы Джеймс Джинс и Якобус Каптейн исследовали движение звёзд в нашей Галактике и пришли к выводу, что большая часть вещества в галактике невидима; в этих работах, вероятно, впервые появился термин «тёмная материя» (англ. dark matter)[3]. Ян Оорт использовал тот же термин в статье 1932 года.
Начиная с 1960-х годов, когда начался бурный прогресс наблюдательных средств астрономии, число аргументов в пользу существования тёмной материи быстро росло. При этом оценки её параметров, полученные из разных источников и разными методами, в целом согласуются между собой[3].
Описанное выше не убывание скорости вращения звёзд оказалось не аномалией, а типичной ситуацией в мире галактик.
При исследовании движения спутников галактик и близко расположенных шаровых скоплений было подтверждено, что общая масса каждой галактики в несколько раз превышает суммарную массу её звёзд.
Было проведено изучение движения в системах двойных галактик и в галактических скоплениях. Оказалось, что в этих масштабах доля тёмной материи намного выше, чем внутри галактик.
Звёздная масса эллиптических галактик, согласно расчётам, недостаточна для удержания входящего в галактику горячего газа, если не учесть тёмную материю.
Оценка массы скоплений галактик, осуществляющих гравитационное линзирование, даёт результаты, включающие вклад тёмной материи и близкие к полученным другими методами.
Большой вклад внесли в конце 1960-х и начале 1970-х годов астрономы Вера Рубин из Института Карнеги и Кент Форд (англ.)русск. — они были первыми, кто провёл точные и надёжные вычисления, указывающие на наличие тёмной материи. Они работали с новым, более чувствительным спектрографом, который мог гораздо точнее измерять скорость вращения диска спиральных галактик даже при виде «с ребра».
Рубин и Форд заявили на конференции Американского Астрономического Общества в 1975 году об открытии: большинство звёзд в спиральных галактиках двигаются по орбитам примерно с одинаковой угловой скоростью, что приводит к мысли, что плотность массы в галактиках одинакова и для тех регионов, где находится большинство звёзд (балдж), и для тех регионов (на краю диска), где звёзд мало. Похожий вывод был сделан независимо в 1978 году. В 1980 году работа Рубин была окончательно признана астрономическим сообществом
___________________________________________________________
Главное что поняли, когда исследовали тёмную материю.
1 - Её очень много.
2 - Её сложно засечь.
3 - Она неизменно и колоссально сильно влияет на все процессы в Галактиках, везде, всегда. Она влияет на движения планет, вращение звёзд и вращений самих галактик.
И её основная сила связана каким то образом с гравитационной силой.
Ответов на все вопросы нет пока что. Но факт осатаётся фактом, без поправок на влияние Тёмной материи, космические аппараты, летающие по солнечной системе, полетят немного не туда, куда задумано, поэтому поправки вносят.
Больше всего удивляет тёмная материя там, где собрано много галактик в одно место. Искажения возрастают настолько сильно, что получается эффект гравитационной линзы - это когда материя так сильно искажается, что превращается по сути в увеличительное стекло, причём прозрачное, через которое видно становится ещё более глубинный космос, который невозможно было бы рассмотреть в телескоп.
Да, наша Вселенная мягко говоря:
1 - Очень умеет удивить.
2 - Но живёт по законам логики. И всё одновременно.
Это - Abell 1689 - самый знаменитый пример такой линзы и заодно, наиболее удобный объект для высчитывания процентного соотношения тёмной массы.
Я сейчас упрощу специально.
Тёмная масса выдаёт себя тем, что наш мир не разодрался на куски. Наше Солнце несётся в пространстве-времени с дикой скоростью - 220 километров в секунду. Если бы всё было по классической механике Ньютона, Солнышко бы разорвало на водородик и гелий, уже давным давно. Но мало этого, все галактики так же бы просто разнеслись на мелочь.
Та же галактика Андромеда прёт прямо на нас - 400 километров в секунду. Учитывая наличие у неё мягко говоря не малой видимой массы, это колоссальная энергия и по идее, она должна сама себя разорвать такой скоростью. Ведь она не на каркасе, не на раме, не на корпусе некоем, вся её материя, держится, а по классической механике Ньютона - силой гравитации держится.
Но не хватает тогда Массы, что бы гравитация стала достаточно сильной и позволяла выдерживать такую скорость материи и не разлететься от нагрузки, от инерции. Словно мы видим машину, сделанную из бумаги, но которая прёт по автостраде со скоростью 500 километров в час и не сминается воздухом. Так не может быть, значит бумага чем то пропитана, она особая, эта бумага.
Вообще, когда это учёные "увидели" в виде скоростей и галактик, шок у них был ещё тот. Ньютоновская механика, которая до этого работала как Святые часы, вдруг показалась беспомощной. Космос всем своим поведением давал понять - он не подчиняется одному закону и трём тоже. Всё намного сложнее даже самых сложных Ньютоновских вычислений.
Тёмная материя выполняет ту же функцию по скреплению простой материи, что и Бозон Хиггса - который как известно, умеренно притормаживает процессы слабого взаимодействия и при этом позволяет ему дружить с электромагнитной силой. Бозон не даёт всему слишком сильно разогнаться и потому Звёзды не выгорают слишком быстро, а тёмная материя отвечает за то, что бы из за диких скоростей разлёта во все стороны, простая материя не расклеилась на молекулы и не остыла до нуля навсегда.
Так что тёмная материя это то, что держит на месте молекулы, которые составляют в том числе и всех нас, всю Землю... Чудно. Но факт. Иначе бы нас не было, летали бы буйными нейтрино, и телепортировались бы постоянно, как электроны. Правда в микромире и не будучи живыми.
В следующий раз - о тёмной энергии....
