Черные дыры в темной материи Вселенной.

Вопрос: Предполагается, что темная материя подвергается влиянию гравитации. Значит ли это, что темная материя может быть поглощена черной дырой? Есть ли черные дыры в темной материи?

Для полноценного ответа, вспомним, откуда появилась теория о темной материи и что она из себя представляет.

Почему астрономы считают, что существует темная материя.

Первое подтверждение существования темной материи получил Фриц Цвикки(Fritz Zwicky) в 1933г. Он изучал галактические орбиты в скоплении галактик Волосы Вероники. И обнаружил, что галактики вращаются вокруг центра скопления с гораздо большей скоростью, чем можно было ожидать, исходя из наблюдаемой суммарной массы кластера, полная масса объекта должна быть равна 10-ти массам всех галактик в скоплении. Таким образом, 90% гравитационно обнаруженной материи по каким-то причинам оказались недоступны для наблюдения. Увы, на тот момент большинство астрономов игнорировали работу Цвикки.

Начиная с 60-ых годов, Вера Рубин, используя чувствительный спектрометр построенный Кентом Фордом, изучала орбиты отдельных звезд в спиральных галактиках. Она обнаружила, что скорость объектов на периферии галактики не уменьшается от середины к центру, согласно закону Кеплера, а остается почти неизменной. Исходя из этого, можно предположить, что масса при движении от центра также остается неизменной. Это подтверждает гипотезу Цвикки. Вывод опубликован в «Astrophysical Journal 159:379 (1970)» «Полной аналогии с планетарными системами, в спиральной галактике «Туманность Андромеды» не существует. В планетарных системах, в соответствии с законами Кеплера и линейные и угловые скорости планет монотонно убывают по мере удаления от звезды, а скорости вращательного движения звезд и звездной материи в галактиках, по мере удаления от центра возрастают, достигая стабильного максимума».

Начиная с этих ранних наблюдений, число свидетельств существования темной материи продолжало расти, каждый раз находя подтверждение тому, что 90% материи во Вселенной невидимо и может быть обнаружено только за счет своего гравитационного влияния на видимую материю.

Что из себя представляет темная материя?

Астрономы до сих пор точно не могут определить из чего она состоит, но существует множество теорий. Две самых вероятных возможности — это вимпы и “мачо”. :)

Вимпы — (от англ. WIMP, Weakly Interacting Massive Particle) — гипотетическая элементарная субатомная слабовзаимодействующая массивная частица. Вимпы имеют крошечную массу, но в достаточном количестве могут составить темную материю. По причине того, что они существенно не взаимодействуют с электомагнитным полем или другими, менее экзотичными субатомными частицами, вимпы не излучают видимый свет и другие электромагнитные волны. Поэтому они являются труднообнаружимыми для нас, и ученым еще только предстоит доказать их существование.

“Мачо” — (от англ. MACHO, Massive Astrophysical Compact Halo Objects) — астрономические объекты, распределенные в сферическое гало вокруг спиральных галактик, но слишком слабые для непосредственного наблюдения. В таком случае, гало содержит слабые белые карлики, нейтронные звезды, отдельные черные дыры и субзвездные объекты, типа коричневых карликов, или свободно плавающих гигантских планет. Астрономы пытаются косвенным путем обнаружить “мачо” через проявление эффекта гравитационной линзы. Текущие данные могут объяснить лишь часть темной материи, но не всю ее массу.


Черные дыры и темная материя.

Тот факт, что астрономы обнаружили темную материю через гравитационный эффект, значит, что темная материя действительно взаимодействует гравитационно с обычной материей.

Темная материя, состоящая из вимпов или “мачо”, может легко падать в черную дыру. Черные дыры не излучают свет, но поглощаемая материя обычно излучает в рентгеновском диапазоне и таким образом может быть обнаружена рентгеновским телескопом.

Из-за возможности “мачо”содержать отдельные черные дыры, вполне возможно, что черные дыры, изначально состоящие из обычной материи, составляют некоторую часть темной материи Вселенной.

Перевод: Katherine Zag
Редактура: Тирский И.



Читайте также:


Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Instagram