velzevul (dubva1) wrote,
velzevul
dubva1

Category:

Черное дело

Ни в какой лаборатории мира, ни в каком опыте до сего времени не удалось получить достоверных свидетельств о действительности существования частиц черной материи. Может быть, поэтому, что черная материя – нечто, совсем хорошее от того, чем она представляется современной науке.





Напомним, что концепция черной материи родилась, после того, как астрологи нашли, что наблюдаемая масса масштабных галлактических объектов – галактик и их скоплений – значительно меньше, чем та, которую можно получить, исходя из расчетов их гравитационного воздействия друг на друга. Часть массы должна быть сокрытой, - решили ученые, - она не видима ни в каком из спектрах волн и проявляет себя только гравитацией. Эта сокрытая масса и названа черной материей.

Но трудности эта мысль порождает немалые. Взять хотя бы две из их. Во-1-х, современная теория позволяет с высочайшей степенью точности обрисовать характеристики всех узнаваемых простых частиц и их составляющих, хорошо предвещает все новые открываемые частички. Но ни одна из их не соответствует по своим свойствам сказочным частичкам, которые могли бы составлять черную материю. По расчетам, они не должны нести электронный заряд, владеть очень долгим временем жизни и неспешной скоростью. Словом, для того, чтоб такая частичка вписалась в современные физические представления, представления эти придется значительно скорректировать.

2-ая неувязка – практическая. Десятилетия и сотки миллионов баксов потрачены на поиски частиц черной материи, но без всякого результата. Не раз звучали сообщения о давно ожидаемой находке, но опять и опять оказывалось, что это то ошибка расчетов, то неправильная оценка фонового шума, то еще что-то. Мы писали об этом в заметках «То ли шум, или частицы» и «Темная история».

В общем, раздаются уже и голоса скептиков, которые призывают отыскать какое-нибудь другое, наилучшее разъяснение эффекту «скрытой массы». Один из таких ученых-нонконформистов – Пол Фрэмптон (Paul Frampton), который выдвинул очень увлекательную идею о том, что сокрытая масса представляет собой микроскопичные темные дыры, очень крошечные, чтоб их можно было следить имеющимися у нас инструментами, но довольно огромные, чтоб не испаряться мгновенно в итоге излучения Хокинга. Идея смотрится достаточно необычной, но у Фрэмптона и его команды имеется достаточно значимый аргумент в пользу этой версии.

Для начала ученые оценили, какой наибольшей энтропией могла бы владеть Вселенная – другими словами, какая бы энтропия была бы у нее, если бы она вся была огромной темной дырой? Напомним, что из всех объектов мироздания темная дыра обладает наибольшей энтропией (читайте: «Мера хаоса Вселенной»). Расчеты проявили, что в данном случае величина энтропии приближалась бы к 10123. Это – верхний предел.

Потом была проведена нижняя граница: ученые высчитали и суммировали энтропию всех потенциально узнаваемых нам темных дыр во Вселенной. Они просто представили, что в центре каждой из галактик имеется по сверхмассивной темной дыре, и посчитали среднее количество и величину. Это отдало цифру в 10103, тоже гигантскую, но все-же на много порядков ниже.

При всем этом Фрэмптон с сотрудниками высказывают колебание в том, что сверхмассивные темные дыры заносят решающий вклад в энтропию Вселенной, как целого. «Каждая из их имеет размеры менее Галлактики, а то и меньше, так что на уровне интуиции (курсив наш – ПМ) трудно решить, что энтропия Вселенной настолько “концентрированна”», - гласит Фрэмптон. По его воззрению, дополнительным «генератором хаоса» должны выступать другие объекты.

Рядовая материя в этом качестве выступать не может: расчеты демонстрируют, что ее вклад в общую энтропию не превосходит 1088, так что остальное стоит отнести за счет сокрытой массы. К примеру, темных дыр другого размера. Теория указывает, что темные дыры массой больше 106 солнечных будет препятствовать формированию галактик, а меньше 10-8 солнечных масс – мгновенно испаряться в итоге излучения Хокинга. Так что, - заключают Фрэмптон с сотрудниками, - сокрытую массу могут составлять темные дыры размерами кое-где меж этими величинами.

Вобщем, совсем непонятно, как и почему темные дыры этих размеров появились в таком обилии, которое требуется для того, чтоб они занесли подходящий вклад в энтропию Вселенной. Нужен некий фактор, по последней мере на ранешних шагах жизни Вселенной заставлявший материю концентрироваться, образуя подобные темные дыры. В современных теориях эволюции мироздания такового фактора не существует.

Есть, но, у догадки Фрэмптона одно бесспорное достоинство. Ее справедливость сравнимо просто проверить, ведь неограниченное количество таких темных дыр должны создавать достаточное количество гравитационных линз, притяжение которых искажает линии движения пролетающих мимо их фотонов. Есть надежда, что в последнее время подобные исследования будут проведены. В отличие от частиц черной материи, гравитационные линзы уже не раз наблюдались астрологами.

Подробнее о черной материи читайте в нашей статье «Эмбрионы галактик».

По публикации MIT Technology Review / arXiv blog




Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments