stringtranslate.com

Горячая темная материя

Горячая темная материя ( HDM ) — это теоретическая форма темной материи , состоящая из частиц, движущихся с ультрарелятивистскими скоростями.

Темная материя — это форма материи, которая не излучает и не поглощает свет. В физике такое поведение характеризуется тем, что темная материя не взаимодействует с электромагнитным излучением , что делает ее темной и необнаружимой с помощью обычных физических инструментов. [1] Данные кривых вращения галактик показывают, что около 80% массы галактики невозможно увидеть, что вынуждает исследователей изобретать способы, которые косвенно обнаруживают ее через влияние темной материи на гравитационные флуктуации. [2] Как мы увидим ниже, полезно различать темную материю на «горячую» (HDM) и « холодную » (CDM) типы – некоторые даже предполагают наличие золотой середины в виде «теплой» темной материи (WDM). Терминология относится к массе частиц темной материи (которая определяет скорость, с которой они движутся): HDM движется быстрее, чем CDM, поскольку теоретически частицы HDM имеют меньшую массу. [3]

Роль в формировании галактик

Представление художника о темной материи, окружающей Млечный Путь. Фото: ESO/L. Кальсада

С точки зрения применения распределение горячей темной материи также могло бы помочь объяснить, как скопления и сверхскопления галактик образовались после Большого взрыва . Теоретики утверждают, что существует два класса темной материи: 1) те, которые «собираются вокруг отдельных членов скопления видимых галактик» и 2) те, которые охватывают «скопления в целом». Поскольку холодная темная материя обладает более низкой скоростью, она может быть источником «меньших комков размером с галактику», как показано на изображении. [4] Горячая темная материя, таким образом, должна соответствовать образованию более крупных агрегатов массы, окружающих целые скопления галактик. Однако данные космического микроволнового фонового излучения, измеренные спутником COBE , очень однородны, и такие высокоскоростные частицы горячей темной материи не могут образовывать сгустки размером с галактики, начиная с такого гладкого начального состояния, что подчеркивает несоответствие в том, что Теория темной материи и фактические данные говорят. Теоретически, чтобы объяснить относительно мелкомасштабные структуры в наблюдаемой Вселенной , необходимо привлечь холодную темную материю или WDM. Другими словами, горячая темная материя, являющаяся единственным веществом, объясняющим формирование космических галактик, больше не жизнеспособна, в результате чего горячая темная материя помещается под более широкий зонтик теории смешанной темной материи (MDM).

нейтрино

Примером горячей частицы темной материи является нейтрино . [5] Нейтрино имеют очень малую массу и не участвуют в двух из четырех фундаментальных сил: электромагнитном взаимодействии и сильном взаимодействии . Они взаимодействуют посредством слабого взаимодействия и, скорее всего, гравитации , но из-за слабой силы этих сил их трудно обнаружить. Ряд проектов, таких как нейтринная обсерватория Супер-Камиоканде в Гифу , Япония, в настоящее время изучают эти нейтрино.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Макгоф, Стейси (2007). «Взгляд сквозь темную материю». Наука . 317 (5838): 607–608. дои : 10.1126/science.1144534. JSTOR  20037494. PMID  17673645. S2CID  117042201.
  2. ^ Дрейк, Надя (2012). «Темная материя, где ты?». Новости науки . 181 (10): 5–6. JSTOR  41697649.
  3. Мэтт Уильямс (31 августа 2016 г.). «Темная материя – горячая или нет?» . Проверено 2 июня 2017 г.
  4. ^ Коуэн, Р. (1996). «Прослеживание архитектуры темной материи». Новости науки . 149 (6): 87. Бибкод : 1996SciN..149...87C. дои : 10.2307/3979991. JSTOR  3979991.
  5. ^ Ханнестад, Стин; Мириззи, Алессандро; Раффельт, Георг Г.; Вонг, Ивонн YY (2 августа 2010 г.). «Нейтрино и аксионы связывают горячую темную материю после WMAP-7». Журнал космологии и физики астрочастиц . 2010 (8): 001. arXiv : 1004.0695 . Бибкод : 2010JCAP...08..001H. дои : 10.1088/1475-7516/2010/08/001. ISSN  1475-7516. S2CID  54939773.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки