Темная материя. тёмная материя. Тёмная материя определение, свойства. Последние достижения ученыхфизиков
 Скачать 100.37 Kb.
|
|
Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение Сельского поселения Светловодское  Доклад на тему: «Тёмная материя: определение, свойства. Последние достижения ученых-физиков» Работу выполнила: Камбиева Мадина, ученица 11 "А" класса Руководитель: учитель физики Ломова Марина Витальевна Сельское поселение Светловодское 2022 Тёмная материя Темная материя — гипотетическая форма материи, которая не взаимодействует с электромагнитным излучением и не испускает его, а проявляет себя только гравитационным воздействием. Прямых доказательств существования темной материи в настоящее время нет, но косвенных множество. Все они основаны на специфическом поведении астрофизических объектов, в частности на аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик. Впервые о проблеме скрытой массы и возможном существовании темной материи заговорили в 1922 году британский и голландский астрономы Джеймс Джинс и Якобус Каптейн. Исследуя движение звезд в Галактике, они пришли к выводу, что подавляющая часть вещества в ней невидима. Впоследствии множество других наблюдений за нашей и другими галактиками подтвердили это предположение, причем параметры невидимой материи в целом согласовывались между собой, несмотря на разницу в методах и объектах наблюдения. Сегодня, когда в игру включилась и еще более загадочная темная энергия, ускоряющая разбегание галактик, признано, что общая масса-энергия наблюдаемой Вселенной состоит на 4,9% из обычной барионной материи, на 26,8% — из темной материи и на 68,3% — из темной энергии. Существует множество кандидатов на роль частиц, составляющих темную материю, из которых наиболее популярны вимпы (WIMP, weakly interacting massive particles) — слабо взаимодействующие массивные частицы (среди них гипотетическое тяжелое или «стерильное» нейтрино), однако все попытки обнаружить их пока результата не принесли. Существует также ряд более экзотических объяснений так называемой скрытой массы. Такова, например, теория плазменной космологии, разработанная Нобелевским лауреатом по физике Ханнесом Альфвеном, согласно которой Вселенная заполнена проводящей плазмой по которой курсируют гигантские токи, в галактических масштабах оказывающие на вещество большее влияние, чем гравитация. Теория эта очень спорна, но она объясняет практически все, связанное с темной материей. Наличие тёмной материи начали предполагать исходя из некоторых наблюдении: Скорости вращения галактик не убывают от центра к краям. Убывание скорости должно происходить, если галактическая масса соответствует видимой. Исследования спутников галактик и шаровых скоплений показывали, что вся масса галактики больше общей массы её звёзд и других составляющих Двойные галактические системы и скопления обладали большей долей тёмной материи В эллиптических галактиках звёздной массы не хватит, чтобы удерживать горячий газ Из всех наблюдений выявились некоторые свойства таинственного вещества. Оно может взаимодействовать с обычным веществом. Тёмная материя в несколько раз плотнее барионного, и захватывает его частицы посредством гравитационных ям. Вследствие этого происходит свечение. Влияние темной материи и темной энергии на развитие нашей вселенной Именно темная материя, в основном, ответственна за скопление галактик и создание крупномасштабных космических структур, наблюдаемых сегодня. Если бы не темная материя, вселенная выглядела бы совсем по-другому. И, возможно, не могла бы быть обитаемой. Темная энергия, по-видимому, является свойством пространства и, возможно, была ответственна за быстрое начальное расширение пространства, без которого наша вселенная не существовала бы. Ее текущее ускорение, конечно, влияет на будущее космоса, хотя природа этого влияния не может быть точно предсказана, пока ученые не поймут, что такое темная энергия и как она себя ведет. Наблюдаемая вселенная состоит почти полностью из пространства. Даже звезды, планеты и люди – это главным образом пространство. Если устранить пространство в каждом атоме и молекуле, то каждый из нас смог бы поместиться в спичечном коробке. Таким образом, если темная энергия – действительно свойство пространства, понимание этого вопроса очень важно в самом фундаментальном смысле. Изучение тёмной материи Пока известно о трёх методах, позволяющих производить прямые астрономические наблюдения. Динамический. Изучаются радиальные скорости галактик в их скоплениях при помощи современных приборов. Газодинамический. Исследуется рентгеновское излучение горячих газов скоплений. Расчёт слабого гравитационного линзирования. Для этого метода необходимы точные изображения очень удалённых крупнейших скоплений галактик. Фактическое обнаружение частиц Все частицы тёмной материи не имеют электрического заряда. Это является главной трудностью в их поиске, существующем в двух вариантах. Прямой. Используя наземную аппаратуру, проводятся изучения следствий, вытекающих из взаимодействия тёмных частиц с электронами и ядрами атомов. Косвенный. Отыскиваются возможные потоки вторичных частиц, возникших в результате различных действий, например аннигиляции материи. Всё усложняющиеся наблюдения учёных за нашим миром, позволяют сделать вывод, что большая часть его нам неведома. 95% всего наполнения Вселенной – интересная загадка, которую ещё предстоит решить. Свойства темной материи Темная материя должна обладать следующими свойствами: она не испускает электромагнитного излучения; она участвует в гравитационном взаимодействии; частицы темной материи обладают большой массой (WIMP); она нерелятивистская; она может аннигилировать и распадаться, образуя всевозможные частицы и античастицы. Как и обычное вещество, темная материя может собираться в сгустки. Именно поэтому необходимо, чтобы частицы темной материи двигались с нерелятивистскими скоростями, образуя флуктуации вещества. Основными кандидатами на роль частиц темной материи выступают так называемые WIMPы − слабовзаимодействующие массивные частицы (например, соответствующие суперпартнеры «обычных» частиц). Последние новости: Найдена галактика, полностью лишенная темной материи. Астрономы обнаружили галактику, полностью лишенную темной материи. Она расположена на расстоянии примерно 250 миллионов световых лет от Земли и по размерам примерно равна Млечному Пути, но содержит в тысячу раз меньше звезд, Близкая к Солнцу звезда может быть «фабрикой» темной материи. Ученые из Массачусетского технологического института в ходе исследований открыли новые свойства звезды Бетельгейзе. Она является одной из самых близких к Солнцу. Авторы нового исследования предположили, что Бетельгейзе может быть «фабрикой» темной материи. По их теории, в недрах звезды образуется множество гипотетических частиц темной материи, называемых аксионами. Темная материя — гипотетическая форма материи, которая не взаимодействует с электромагнитным излучением и не испускает его, а проявляет себя только гравитационным воздействием. Заключение.Как часто бывает в науке, впечатляющие успехи физики частиц и космологии поставили неожиданные и фундаментальные вопросы. Мы сегодня не знаем, что представляет собой основная часть материи во Вселенной. Мы можем только догадываться, какие явления происходят на сверхмалых расстояниях, и какие процессы происходили во Вселенной на самых ранних этапах её эволюции. Замечательно, что на многие из этих вопросов ответы будут найдены в обозримом будущем — в течение 10–15 лет, а может быть, и раньше. Наше время — это время кардинального изменения взгляда на природу, и главные открытия здесь еще впереди. Литература Г.В. Клапдор-Клайнгротхаус, А. Штаудт."Неускорительная физика элементарных частиц". C. Нараньян. "Общая астрофизика и космология". Bottino A. et al., 1994, Astropart. Phys., 2, 67, 77. https://mir24.tv/news/16486662/naidena-galaktika-polnostyu-lishennaya-temnoi-materii https://mir24.tv/news/16456752/blizkaya-k-solncu-zvezda-mozhet-byt-fabrikoi-temnoi-materii http://nuclphys.sinp.msu.ru/bm/bm02.htm http://light-science.ru/fizika/tyomnaya-materiya.html |