Однако темная энергия — не единственное загадочное явление
Еще одна «загадка» была раскрыта в 1980-х годах, когда ученые изучали разные галактики.
Они, как и наша галактика, вращаются чрезвычайно быстро, и из-за такой скорости они должны были удалиться друг от друга, а не образовать скопления.
Скорее всего, какая-то материя обеспечивает им необходимую гравитацию.
Ученые понятия не имеют, что это за вещество. Он не поглощает, не излучает и не отражает никакого обнаруживаемого излучения, поэтому ученые называют его темной материей.
По оценкам, он составляет более 22% Вселенной. По подсчетам, ученым известно примерно 4% Вселенной. А темная энергия и темная материя составляют около 96%.
Научный Хэллоуин: что такое тёмная материя?
С 2017 года физики решили отмечать 31 октября Хэллоуин на свой лад — взяли тёмную, непонятную сущность, но не пугаясь её, а рассказывая о ней. Так появился День тёмной материи. Ещё с начала XX века астрономы отметили, что звёзды движутся так, как будто мы видим не все объекты, действующие на них. В 30-е годы прошлого века Фриц Цвикки обобщил это в теории скрытой массы, но по сравнению с современными наблюдениями тогда ещё приборы оставляли желать лучшего. Например, дополнительные тела могли быть чёрными дырами, или их могла скрывать пыль. Сейчас мы гораздо лучше представляем картину, сравнивая миллионы галактик во всех диапазонах волн.
Однако, проблема скрытой массы осталась. Наоборот, космологические данные показали, что без неё Вселенная не успела бы сформироваться в современном виде. Некоторые объекты трудно объяснить без большого объема скрытой массы и т.п.
Недостающую массу отнесли к темной материи и безуспешно ее ищут уже десятки лет. За это время ученые поняли, что она не может состоять из известных частиц. В результате на известную (барионную) материю приходится только 5% массы Вселенной, на тёмную материю — 27% и ещё 68% на тёмную энергию, о которой в следующий раз, а то слишком страшно (на самом деле, нет).
Чудесный мир, о котором мы знаем только на 1/20. Но тем интереснее: физики не сдаются и продолжают поиски тёмной материи. Есть альтернативные теории: в них ищут не новые частицы, а придумывают новые формулы для гравитации или даже относят эту дополнительную массу на счёт чёрных дыр. Но пока мы точно знаем, что ещё не дочитали книгу «Все знания о Вселенной».
Дженнифер Коннелли и Джоэл Эдгертон в фантастическом сериале
Актриса Дженнифер Коннелли присоединилась к утвержденному ранее на главную мужскую роль Джоэлу Эдгертону в научно-фантастическом сериале Apple TV+ "Темная материя" ("Dark Matter").
Девятисерийный проект рассказывает о Джейсоне Дессене (Эдгертон), профессоре физики и семьянине, который однажды ночью был похищен в альтернативную версию своей собственной жизни. Удивление сменяется ужасом, когда он безуспешно пытается вернуться в свою реальность среди множества жизней, которые он мог бы прожить. Впереди его ждет путешествие в лабиринте реальностей, который ему надо пройти, чтобы вернуться к своей настоящей семье и спасти их от самого страшного, непобедимого врага, которого только можно вообразить: самого себя.
Коннелли сыграет Даниэлу, жену Дессена. Роль в предстоящей научно-фантастической драме станет для Коннелли следующей на ТВ после участия в сериале TNT "Сквозь снег", который завершится четверым сезоном.
Ну вот, сразу стало понятно, что такое тёмная материя
Поговорили с физиком, ведущим научным сотрудником РАН о том, что такое темная материя.
Завод по переработке прошлого
Семьдесят новоприбывших космонавтов собрались в небольшом отсеке у выхода D-16. В этот же шлюз они прошли час назад, когда их корабль совершил посадку на астероиде (76843) RIGB. Гравитация здесь была не ахти, но всё же лучше, чем совсем без неё.
Путь от Земли-1 занял всего лишь шесть лет, но пролетели они как одна минута. О случившемся напоминал лишь измождённый организм и гудящая голова.
Коридоры на станции были очень узкие и жаркие. Люди терпеливо ждали учёного, который должен был ввести их в курс дела. Он появился с небольшим опозданием, но весьма бодро и радостно поприветствовал свежие умы:
— С прибытием, бойцы! Простите за задержку, были неотложные рабочие вопросы. За сэндвич с настоящей индейкой могу сделать, чтобы вы это забыли, — подмигнул он. Его тёмно-карие глаза прямо-таки светились на фоне смуглого лица с короткой чёрной бородой.
— Простите, это местная шутка. Держите пропуска на виду, прошу идти за мной, и не отставать.
Процессия зашуршала, двигаясь за ведущим. Все вошли в ещё более узкий круглый коридор, а затем очутились в большом помещении в форме полусферы. Все внутренности были выкрашены белым, вопреки ожиданиям, никакого панорамного вида. Учёный начал длинную речь:
— Меня зовут доктор Са́ндар Госвами́, я должен быстро ввести вас в общий курс дел, происходящих на станции. Как вы все знаете, пока вы шесть с половиной лет совершали свой вояж до Ригеля, здесь прошло без малого восемьдесят. Соответственно, цели, к которым вас могли готовить на Земле, могли как и несущественно поменяться, так и более чем полностью устареть. В любом случае, поверьте, мы вас очень ждали.
Начну с самого начала. Сами понимаете, из-за расхождений во времени, часть информации Земля-1 не успела получить до вашего отбытия, часть они получили во время вашего путешествия, другую часть они не получили до сих пор. Так вот…
Первоначальной миссией Ри́гель B была очередная обсерватория по изучению свойств тёмной энергии и материи. Здесь, как нигде ещё, были самые подходящие условия: двойная звёздная система Ригеля, аномалия туманности Голова Ведьмы, различные гравитационные аномалии. И это был поистине судьбоносный выбор, скажу я вам.
Астероид (76843) RIGB был выбран как массивный планетоид на орбите Ригеля B, пригодный для размещения основного оборудования, а впоследствии и людей. Полный круг вокруг нашего солнца мы совершаем примерно раз в 46 земных лет. С этим связана одна из трёх наших основных деятельностей: в течение двенадцати лет мы проходим участок орбиты, который максимально приближает нашу станцию к Ригелю А. Мы называем этот период условным “летом”, и обычно все силы сотрудников уходят на поддержание благоприятных для жизни условий, таких как сохранение и добыча воды и кислорода. Поэтому, группа “Тета”, ваша специальность, как наиболее близкая для этой задачи, обязует вас пройти срочный инструктаж, сегодня же. Мой коллега Сигмунд Бьярнарсон заберёт вас с этой встречи как только освободится.
Далее. Будучи первоначально обсерваторией, наша станция разрослась до огромного комплекса вычислительной техники. В первую очередь мы обслуживаем его, и завод, который её же и производит.
С гордостью сообщаю вам, что цель, поставленную коллегами с Земли-1 мы уже давно выполнили. Тёмная материя и тёмная энергия больше не являются для нас загадкой, пусть мы всё ещё имеем пару неразрешимых вопросов. Более того, основные свойства открытых последовательностей изменили наш основной вид деятельности на несколько неожиданный для всех. Сейчас я всё объясню.
Представьте себе, что любое действие во вселенной записывается в какой-нибудь огромный космический журнал. Этот разговор, или даже банальное падение стержня графита со стола – всё это, скажем, логируется в огромный невидимый массив данных. Так вот, тёмная энергия - это головка жёсткого диска. А тёмная материя - это его накопитель.
Тёмная энергия состоит из микроскопических частиц, но каждая из них настолько инертна, что пронизывает собой практически всё вещество вселенной за одну любую единицу времени. Представьте, что вы взяли в душе мочалку и скрутили её несколько раз, сжав в плотный комок. Так вот, на скоростях, близким к скорости частиц тёмной энергии, вселенная испытывает Лоренцево сжатие и за время жизни одной частицы может быть пронизана ей до 1053 степени раз.
Мы назвали эти частицы осирионами, в честь бога древних египтян. Они также ассоциировали с ним звезду Ригель, на орбите которой мы находимся. Осирионы изначально не несут заряда - он появляется когда, кхм, в мире что-то происходит. Заряженный осирион тут же соединяется с предыдущим, образуя последовательность. Так вот, такая последовательность заряженных осирионов и является тёмной материей. Они теряют свою инертность, и всё, что они делают - существуют друг с другом в состоянии покоя, создавая гравитационные аномалии, дальше вы всё и сами знаете.
Когда мы впервые смогли прочитать часть тёмной материи как последовательность, нам казалось, что все данные хаотично фрагментированы, но на самом деле это не так. Запись представляет собой многомерный массив данных, исчисляемый сотнями измерений, многие из которых мы до сих пор не смогли описать.
Первой такой последовательностью мы нашли последовательность Осириса - прошу прощения за тавтологию, но мы так спешили, что времени на изящное название у нас не было. Видите ли, судьбоносное расположение станции было упомянуто неспроста - местная залежь тёмной материи образует собой ламинарный поток. Все помнят физику? Это значит, что в этой точке течение тёмной материи не изменяет своей формы, не пульсирует и не перемешивается. Мы с коллегами считаем, что вероятность нахождения подобного в любой другой точке обозримой вселенной крайне маловероятна. Более того, точка Рейнольдса здесь имеет достаточный запас, чтобы ламинарный поток не был нарушен при нашем вмешательстве. Впрочем, куда это я…
Вокруг Ригеля мы имеем множество датчиков. Они собирали сигнатуры поведения осирионов, благодаря чему мы смогли найти закономерность. Естественно, в ход пошли и сигнатуры с Земли-1, с крупными поправками на гравитационные линзы. Для нахождения последовательности Осириса, нам пришлось вычесть разницу в этих массивах данных, чтобы получить дельту времени. Группа “Ипсилон” позже подробнее ознакомится с этим в отделе разработки.
Таким образом, найденная последовательность Осириса является ещё и уникальным идентификатором во времени. Мы точно знаем, что всё, что было записано до неё является прошлым. Всё что дальше - будущим.
И не хочу вас пугать, господа новички, но когда я описывал как осирион получает заряд, я несколько слукавил. Это наша теория, которая имеет лишь теоретическое основание. Дело в том, что все наблюдаемые нами осирионы уже также существуют в тёмной материи. Да-да, помните про их инертность? Сейчас мы наблюдаем только осирионы, которые ещё не получили свой заряд. И так как мы наблюдаем постоянное снижение их количества… Боюсь, конечным итогом этого процесса станет полная перезапись всей вселенной на чёрную материю.
Таким образом, будь то шуршание серы на поверхности Ио, или давление газа на Нептуне на высоте первой космической, любая единица информации создаёт заряженный осирион. Естественно, кроме действий самих осирионов. Это включает в себя несколько парадоксов, так как всем известно, что тёмная материя и энергия сами влияют на гравитацию, соответственно, и на ход вещей во вселенной. Группа “Сигма”, это будет по вашей части.
Я понимаю, что у многих уже пухнет голова от всего этого, но теперь я всё же поясню, в чём заключается основная цель нашей миссии. Сейчас, помимо изучения всех свойств осирионов и расшифровки остальных измерений в последовательности, мы занимается удалением информации из тёмной материи.
Свойства тёмной материи таковы, что пусть она и твердотельна, в сравнительно долгосрочной перспективе времени, она проявляет себя как жидкость или газ. Помните битум? Он жидкость, но настолько вязкая, что капает раз в несколько лет. Поэтому местная залежь, хоть и кажется на самом деле более чем статичной, благодаря многомерной связанности одних осирионов с другими, позволяет просматривать массив данных на тысячи лет в любые стороны пространства и времени.
Понимаю, многие теперь задаются такими вопросами, как чтение информации из потока. Например, поиск жизни на других планетах, чтение своего будущего, и так далее. Вынужден вас опечалить, на данный момент мы не располагаем подобными технологиями, и даже чисто гипотетически, не сможем. Мы можем лишь находить отрезки памяти, сходящиеся с имеющимися у нас безопасными сигнатурами.
Почему безопасными? Потому что чаще всего это бытовые или незначительные для природы человека вещи. Кстати, у нас для этого есть целый отдел этики. Это произошло после случая, когда из-за неверной последовательности из тёмной материи были выписаны почти все воспоминания людей младенческого возраста. Да-да, не удивляйтесь. И это самое безобидное на что способна наша машина. Группа “Мю”, вы займётесь этими вопросами в отделе безопасности.
Также вам будет неприятно узнать, что ваш путь сюда длиной в шесть лет тоже был удалён из вашей памяти, ещё до того, как вы сюда прибыли. Уверен, впоследствии вы примете правильность этого решения.
Скажу без лишнего стеснения - аккуратно освобождая участки осирионов, мы отодвигаем неминуемый, тёмный конец вселенной. Теперь это будет и ваша работа.
Доктор закончил свою длинную речь и отпил из небольшой прозрачной бутылки с водой. В зале стояла звенящая тишина, иногда прерываемая отдалённым гулом бурения недр астероида.
— Ладно, задавайте ваши вопросы. Пока вас всех не разобрали на участки, время ещё есть.
Эфир 19 века устарел? Да здравствует Dark matter
Американские физики Альберт Майкельсон и Эдвард Морли задали интересный вопрос: волны распространяются в определённой среде.
Так, звуковые волны распространяются в воздухе, если воздуха не будет, то не будет и никаких звуков.
Волны внутри воды - это энергия, распространяющаяся в воде.
Если свет ведёт себя как волна, значит, в чём тогда распространяется он в космосе, где нет никакого вещества?
Получается, Вселенная должна быть чем-то заполнена - некоей субстанцией, в которой могут храниться оттиски живых существ за всю эволюционную хронологию.
Что надо успеть за выходные
Выспаться, провести генеральную уборку, посмотреть все новые сериалы и позаниматься спортом. Потом расстроиться, что время прошло зря. Есть альтернатива: сесть за руль и махнуть в путешествие. Как минимум, его вы всегда будете вспоминать с улыбкой. Собрали несколько нестандартных маршрутов.
Ответ на пост «О тёмной материи»
Лет, наверное, тридцать назад читал переводную научно-популярную книжку по физике. Ну и про астрономию там было.
В одной из глав шла речь о Большом взрыве и судьбах Вселенной. Судьбы эти, согласно общепринятым моделям, зависят от плотности вещества в нашем мире. Если плотность достаточно велика - будет сильное гравитационное взаимодействие, через это расширение Вселенной будет замедляться, в один прекрасный день остановится и Вселенная начнёт сжиматься обратно. Если же плотность мала - расширение никогда не остановится и постепенно Вселенная превратится в почти пустое пространство.
Плотность вещества была измерена экспериментально и она получилась очень близкой к пороговому значению. То есть, ошиблись чуть-чуть в одну сторону - схлопываемся обратно, ошиблись чуть-чуть в другую - неторопливо расширяемся.
С тех пор, уже совершенно по другому поводу, товарищи учёные, доценты с кандидатами, чтобы заткнуть имеющиеся в своих теориях дыры, придумали пресловутую "тёмную материю". Нужно заметить, что на данный момент это просто предположение, ничем не подтверждённое, но все так уверенно о ней говорят, что можно подумать - она точно-преточно существует.
Но фишка в том, что этой "тёмной материи" (если это всё-таки вдруг действительно вещество) в несколько раз больше, чем обычной, наблюдаемой материи. То есть, плотность материи во Вселенной в несколько раз - практически на порядок - выше, чем считалось раньше. То есть, судьба Вселенной теперь предрешена: какое-то время расширяемся, потом сжимаемси обратно. Причём всё это гораздо быстрее, чем оценивали несколько десятков лет назад.
То есть, расширение Вселенной должно замедляться довольно быстро.
Но оно, сволочь - ускоряется. Наплевав на все "тёмные материи". Для объяснения этого придумали ещё дополнительно "тёмную энергию". Причём про неё уже не ясно вообще ничего. То есть абсолютно.
И вся эта история лично мне очень сильно напоминает знаменитые эпициклы. А когда появляются эпициклы - это говорит о том, что существующие модели радикально неверны и скоро появятся новые. Есть ощущение, что мы про нашу Вселенную и законы, по которым она существует, знаем гораздо меньше, чем нам кажется.