Щитовница
Мир отвечает нам взаимностью
21.12.2011 в 01:05
Пишет Derflinger:

Я в этом почти нихрена не понимаю,
...и вроде сравнительно недавно кто-то из наших астрофизиков из телевизора на тёмную материю (с энергией на пару) авторитетно брюзжал, но уж очень это всё величественно.


20.12.2011 в 23:50
Пишет Лоренц Берья:

Умное
19.12.2011 в 12:55
Пишет C@es@r:

19.12.2011 в 09:30
Пишет Atandakil:

А на самом деле...
Есть хорошая диаграмма, иллюстрирующая наблюдаемый сегодня состав Вселенной:

Что мы видим на этой картинке?

Семьдесят четыре процента массы нашего мира - это темная энергия. О ее характере нам ничего определенного не известно. Зато хорошо известно, сколько ее (см. рисунок) и чем она занимается.
А занимается она тем, что ускоряет расширение Вселенной.
О том, что Вселенная расширяется, количество пространства между галактиками непрерывно увеличивается, в результате чело дальние галактики непрерывно удаляются от нас, и чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется, люди знали давно. Знали также, что именно этот процесс ограничивает доступную наблюдению область Вселенной, потому что любая область пространства, удаленная на расстояние, соответствующее возрасту Вселенной (примерно на 13,6 миллиарда световых лет) удаляется от нас со скоростью света, а значит, становится принципиально ненаблюдаемой. Еще знали, что процесс расширения начался с Большого взрыва.
Не знали лишь одного - как именно Вселенная расширяется. Вариантов было три: с ускорением, с замедлением или с постоянной скоростью. Последний вариант считался наиболее правдоподобным по ряду теоретических причин. Но никто не ожидал того, что обнаружилось десяток с небольшим лет назад.
А обнаружилось следующее: темп расширения Вселенной неравномерен. Несколько миллиардов лет назад она расширялась медленнее, чем сейчас, но это не является простым расширением с ускорением - все сложнее, потому что в далекие времена, миллиарды лет назад, темп ее расширения немного замедлялся, а потом начал понемногу расти.
Причина этого, в сущности, находится просто - во Вселенной существует нечто "отталкивающее" тела друг от друга с очень малой силой, причем это "нечто" распределено по всему пространству, так что его влияние становится заметным, только когда этого самого пространства становится много. Очень много. Например, если между телами - миллионы и сотни миллионов световых лет, то при этом отталкивание становится сильнее гравитационного притяжения. Пока Вселенная расширилась недостаточно - отталкивание было слабым, и темп расширения замедлялся из-за притяжения тел друг к другу. Потом, несколько миллиардов лет назад, Вселенная расширилась настолько, что пространства стало достаточно - и расширение начало ускоряться.
Это самое отталкивающее "нечто" получило название темной энергии.
Что такое темная энергия - пока не знает никто. Есть несколько вариантов, выбор между которыми - дело будущего развития физики.
Вариант первый, самый правдоподобный: темная энергия есть неотъемлемое свойство пространства, его атрибут (в смысле философского определения этого понятия). Проще говоря, наш мир устроен так, что в нем любой пустой участок пространства пространство сам по себе имеет скрытую энергию отталкивания.
В принципе, идея вполне адекватна, более того, в физике она является необходимой. Пустое пространство действительно наделено определенными свойствами и, в том числе, должно иметь собственную энергию. Неприятно лишь то, что если просто и бесхитростно посчитать, какую энергию пространства определяют существующие физические теории, выясняется, что она превосходит наблюдаемую энергию в огромное количество раз, вернее, на много порядков. И понять, отчего она не такая, а намного меньшая, но при этом не равна нулю, не получается, причем способов разобраться в этом пока не видно.
Небольшое примечание. Наше пустое пространство может иметь разные состояния. В некоторых состояниях собственная энергия пространства действительно велика. Вернее, колоссальна. И наиболее правдоподобная теория происхождения Вселенной говорит, что вся она произошла именно из-за перехода более высокоэнергетического состояния пространства ("ложного вакуума" ) в нынешнее менее насыщенное энергией, причем "лишняя" энергия и выделилась в виде наблюдаемой Вселенной.
Темная энергия имеет очень странное свойство - она создает отрицательное давление. Если Вы возьмете огромный пустой ящик, в котором нет ничего кроме этого самого абсолютно пустого пространства, стенки этого ящика будут втягиваться внутрь - из-за темной энергии этого самого пространства.
Ну, а поскольку по мере расширения Вселенной пространства, наделенного темной энергией по определению становитс все больше, темная энергия "расталкивает" объекты все сильнее, что и объясняет нынешнее ускорение расширения нашего мира.
Но есть и другие гипотезы о сущности темной энергии, основанные на том, что она не является свойством пространства, а представляет собой неизвестное материальное поле, "размазанное" по Вселенной. Сущность этого поля неизвестна, но в принципе, рано или поздно его наличие может быть проверено.
В некоторых вариантах этой теории наш мир ожидает печальный конец - так называемый "Большой разрыв" с уничтожением всей материи, о чем я уже говорил.
Это - то, что касается трех четвертей нашего мира, о которых мы пока знаем явно меньше, чем хотим...

Далее идут еще двадцать два процента, о которых мы знаем удручающе мало - темная материя.
Темная материя - это невидимая нам материя, которую нельзя обнаружить по электромагнитному излучению (потому что она его не испускает, а возможно, и не отражает и вообще с ним, не взаимодействует). Единственное свойство, которым она явно обладает - это гравитация, и именно по этому свойству она обнаруживается.
А наблюдения между тем показывают, что ее в мире в шесть раз больше, чем видимой нам материи...
Проще всего она обнаруживается следующим образом. Практически любая наблюдаемая галактика вращается так, словно силы притяжения в ней создаются не только ее звездами, пылью и иными видимыми нам объектами, а еще чем-то невидимым, но зато массивным и "размазанным" по ней. причем это невидимое "нечто" весит намного больше, чем видимое вещество галактики.
Интересно и другое - галактики в скоплениях тоже движутся так, что их движение невозможно объяснить только лишь их собственным притяжением - а вот тем, что они движутся в облаке более тяжелой невидимой но массивной материи их движение объясняется легко.
В принципе, исходя из этих наблюдений можно посчитать, чему равна масса, которую мы не видим. И эти наблюдения позволяют узнать о темной материи достаточно много. Уже составлены карты ее распределения во Вселенной, стало ясно, что она распределена в мире очень неравномерно - в виде колоссальных волокон и плоских облаков, окружающих пустые "пузыри" в пространстве (так называемые войды) и что именно ее притяжением объясняется то, что и сами галактики распределяются в виде волокнистой структуры с пустыми местами между волокнами и "стенами". Уже сейчас ясно, как со временем эволюционируют эти "волокна" - они "расползаются". Возникли соображения о причине и характере исходной неоднородности темной материи, связанных с особенностями протекания Большого взрыва. Появились данные о том, что сама темная материя неоднородна и разнохарактерна и включает в себя различные компоненты, движущиеся с различной скоростью и обладающие разной энергией
Неясным остается лишь одно - что такое темная материя и что она собой представляет. Это пока совершенно неизвестно. Возможно, по крайней мере, часть темной материи состоит из огромного количества "недоразвитых" темных и ненаблюдаемых современными методами звезд, малая масса которых не позволила им миллиарды лет назад зажечься и стать видимыми (коричневых карликов). В таком варианте их во Вселенной должно быть намного больше, чем видимых звезд.
Возможно (при некоторых особенностях динамики Большого взрыва) на ранних этапах развития Вселенной большая часть вещества сколлапсировала в черные дыры, составившие основную часть материи Вселенной и сейчас проявляющиеся в виде темной материи.
Наиболее распространенные гипотезы связаны с физикой. Дело в том, что подавляющее большинство существующих теории строения элементарных частиц достаточно определенно утверждают, что в мире должны существовать частицы, которые мы не нашли (так называемые суперсимметричные партнеры известных частиц). Если такие частицы существуют в нашей Вселенной, их может оказаться очень много, намного больше, чем наблюдаемых нами частиц, и может оказаться, что именно они формируют основную массу материи. Для них даже заготовили название - вимпы (WIMP, Weakly Interacting Massive Particle, слабо взаимодействующие нейтральные частицы) - только вот пока не нашли... Хотя найти активно пытались и отдельные намеки на обнаружение уже проскальзывали...
В любом случае, вывод прост. Наш мир на три четверти состоит из энергии, о которой мы пока ничего твердо не знаем...
Оставшаяся часть мира состоит из материи, и что из себя представляет пять шестых этой материи, мы тоже ничего не знаем...
О колоссальном количестве межгалактического газа, формирующего большую часть остальной материи, мы знаем немногое...
А видим мы и хорошо представляем лишь одну двухстопятидесятую часть нашего мира - звезды, видимые галактики, квазары и блазары...



URL записи

URL записи

URL записи

URL записи

@темы: Научные факты