Темная материя

Физик Дмитрий Казаков об общем энергетическом балансе Вселенной, теории скрытой массы и частицах темной материи

16.05.2012
49 405
Этот материал является частью курса «Структура материи»
Что такое микромир и макромир? Из чего состоит темная материя? И что такое WIMP? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Казаков.

Люди часто говорят о микромире и макромире. Микромир — это мир элементарных частиц, его масштабы очень малы, и их невозможно наглядно представить; но есть и другая крайность — это макромир. Галактики, скопления галактик, Вселенная — совсем другой язык, иные масштабы. Когда говорят о мире элементарных частиц, мы ставим эксперимент. Когда говорят о мире галактик, мы делаем наблюдения, ведь над галактикой и над Вселенной эксперимент поставить сложно. В области астрофизических наблюдений было замечено, что мир состоит не только из того, что доступно для глаза. Мы видим звезды, туманности, межгалактический газ — астрономические объекты. Из этих наблюдений следует, что то, что мы видим, — это, вероятно, не единственное, что существует во Вселенной.

FAQ: Темная материя7 фактов о невидимой материи и темной энергии

В астрофизике существует термин WIMP (weakly interactive massive particle) — слабовзаимодействующая массивная частица. Фотино суперсимметричности — типичный WIMP. Предположительно, эти частицы составляют основу темной материи, они образуют гало нашей Галактики. Гало раз в 5 больше видимого размера Галактики, и поэтому эти частицы носятся со скоростью примерно 300 км/c. Мы пытаемся экспериментально обнаружить эти частицы, существуют специальные подземные установки, на которых пытаются WIMP’ы «поймать». Но пока результат отрицательный.

Когда Эйнштейн строил общую теорию относительности, изначально он хотел построить статическую модель Вселенной, нерасширяющуюся. Он ввел так называемый «лямбда-член», или космологическую постоянную. Потом он от нее хотел отказаться, затем ее снова вводили — это отдельная история. Космологическую постоянную иногда называют энергией вакуума — это и есть темная энергия. Что это такое как физическая субстанция, не совсем понятно. В уравнениях Эйнштейна это космологическая постоянная. Почему она такая маленькая — это остается загадкой для физиков. 73% кажутся очень большой долей во всей энергии Вселенной, но если ее пересчитать в единицы, которыми оперируют в физике частиц, то окажется, что это фантастически маленькая величина, масштаба которой в физике частиц нет. И поэтому некоторое время считалось, что эта величина равна нулю точности. И объяснить, почему она не ноль, а меньшее значение, никто не может. Это одна из главных задач физики частиц и космологии.

доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник лаборатории теоретической физики ОИЯИ
Узнал сам? Поделись с друзьями!
  • riklisgarold

    Возникает вопрос у полнейшего дилетанта: откуда происходят такие сложнейшие реалии микромира и  макромира? Такое впечатление, что у них единый Автор.

  • riklisgarold

    Вопрос полнейшего дилетанта: а разве материя  и антиматерия не суперсимметричны?

  • У них и единый автор: человеческая цивилизация)))

  • Я не специалист, но, кажется, вопрос данного наименования сугубо лингвистический)))
    Дело в том, что, как вы правильно заметили, существует симметрия между частицами с разными зарядами, и слово «симметрия», таким образом, оказывается зарезервированным для описания такой ествественной (с точки зрения нашей человеческой культуры, которая норовит все противопоставить) дуальности материи и антиматерии.
    Для того, чтобы обозначить симметрию между частицами заряженными и незаряженными, и ввели слово «суперсимметрия». Вот и вся наука.

  • Павел

    Скорость света (СС) — рабочий инструмент астрономии до сих пор не имеет своей явной физической интерпретации. Прежде чем оперировать каким-то инструментом — следует прежде узнать его устройство. Огромная величина СС, с точки зрения термодинамики, указывает на незначительную величину массы носителя энергии среды, в которой распространяется свет. Величину СС можно расшифровать через значения фунд. постоянных. Авторский вариант расшифровки приведен по адресу: «Шпаков П. Д. Скорость света — ключ к разгадке тайн Вселенной». Может быть, СС определяет параметры темной энергии?

  • nnn

    темная материя…темная энергия…макромир…микромир…
    человечество толком не понимает что такое свет для пространства.
    человечество толком не понимает что такое время

    что такое скорость?
    все люди со школы знают формулы.
    ученые умы доказывают друг другу теории опираясь на термины природу которых не понимают…
    все состоит из частиц?мы их регистрируем!у них есть скорость!
    человечество воспринимает все относительно себя.
    когда-то давно придумали время,чтобы вести отсчет своей жизни.интересно стало-посчитали(вроде как)
    а скорость — это расстояние пройденное за единицу времени??!!!!!
    придумав время человечество стало понимать что телега до города»Н»придет тогда-то)опираясь на подобные формулы человечесво разделило философию на науки,каждая из которых пытается дать ответы на вопросы обращенные к ней???и законы выведенные людьми(надо признать оказались пригодными для того что бы дойти до того что имеет сейчас человечество)
    НО….
    у всего есть иная сторона
    чтобы упростить науке восприятие мира стандартиртизаровали пространство
    число 1,число 0
    что это?
    1-карандаш ,у человека есть карадашь
    0-у человека нет карандаша
    0 это когда ничего нет,а остальное-это мереется то что есть)
    система констант,нулей и бесконечностей подходит для описания материальных физических обьектов!а дальше?
    люди привыкли смотреть на результат вариативности вычислений-отсюда ваши постоянные(проще говоря числа)!
    гораздо важнее то,что такое числа.
    к примеру число 1
    1-это постоянная?в самом деле?безусловно в физическом мире основанном на человеческой логике и наблюдениях.
    но не всегда
    1-это бесконечность
    1 обоначает меру чего либо,это какая-то единица
    и она может состоять из бесконечных результатов действий других единиц
    результатом которых является обобщение или результат
    1=1-1+1-1-1+1….и тд.
    в свою очередь каждая единица из бесконечного числа действий тоже состоит из нескончаемых вариантов действий.важен не только результат действия или наблюдения.почему?очень просто
    любую величину можно принять за единицу чего либо(примером может служить система координат,удобно придуманная для видимого стереометрического мира)
    за единицу можем принять что угодно
    к примеру 1=7(единичный отрезок равен 7ми мерам чего-то)
    но ведь каждый вариант действий,результатом которых является число мер 7,может быть единицей для своей системы координат относительно которой система координат где единицей принято число мер бесконечности 7 будет бесконечно большой или бесконечно малой величиной
    к примеру
    7=898-891
    где число 898 с числом 891 и любые другие числа на их месте могут быть единичными отрезками в своих системах координат,поменяв знак в любом из бесконечного ряда действий мы получим другой вариант противоречащий равенству!
    все выше написанное в крадце описывает такое явление как время
    расстояние,скорость.и так называемые микро и макро миры.
    человечество никогда не сможет узнать что такое вселенная на самом деле
    так как информация которую получают люди,приборы которыми они пользуются,
    размерности,которыми пытаются все померить и мир,что их окружает——————подчиняются одним закономерностям данной системы,вариантов существования которой бесконечное множество.что для нашей системы микро мир,для кого-то бесконечно большая вселенная с совершенно другими законами,и наоборот
    и это не плохо.это нормально
    хотите хорошо?считайте иначе(p.s умножение и другие действия в единичной математике очень интересная штука,но писать не буду.точно не поймут)

  • асурин заратутрович

    а не проще ли представить что пространство неравномерно и раскрыто вблизи массы, по этому галактики не разлетаются, просто на периферии пространства на самом деле меньше… типа :))

    Опубликовано материалов
    03587
    Готовятся к публикации
    +28
    Самое читаемое за неделю
  • 1
    ПостНаука
    5 412
  • 2
    ПостНаука
    809
  • 3
    Елизавета Бонч-Осмоловская
    64
  • Новое

  • 64
  • 5 412
  • 809