Темная материя — гипотетическая субстанция, возможно, составляющая до 85% процентов Вселенной. Астрономы предполагают, что она существует из-за дефицита гравитационного воздействия известной материи по сравнению с наблюдаемыми гравитационными силами.
Идея темной материи была сформулирована в 1933 году, когда выяснилось, что масса всех звезд в скоплении галактик Кома составляет всего лишь один процент массы, которая, по расчетам, необходима, чтобы удерживать галактики в скоплении за счет гравитации.
Затем, в 1970-х, американские астрономы Вера Рубин и Кент Форд обнаружили аномалии в орбитах звезд в галактиках, выявившие тот же недостаток массы в сравнении с наблюдаемыми объектами. Иными словами, расчеты снова и снова выявляли наличие некоего «гравитационного клея» непонятной природы, удерживающего галактики вместе.
В данном случае экспериментаторы исходили из предположения о том, что Вселенная заполнена «темными фотонами» — крошечными частицами с нулевой гравитационной массой покоя, которые способны только на гравитационные взаимодействия, и по этой причине не обнаруживаются в традиционных экспериментах по физике элементарных частиц.
Группа физиков из Университета Делавэра предложила использовать для поиска темной материи устройство, похожее на миниатюрный камертон. Тонкий кусок стекла из нитрида кремния, подвешен в нем над неподвижным бериллиевым зеркалом. Толщина стекла из нитрида кремния составляет всего 100 нанометров, при миллиметровой длине и ширине. Такое соотношение площади к толщине делает устройство чувствительным к воздействию гравитации и сил инерции, и, в то же время, малочувствительным к воздействию других факторов окружающей среды.
Если темная материя, равномерно рассеянная во Вселенной, участвует только в гравитационных взаимодействиях, то при использовании двух объектов, состоящих из материалов разной плотности, величина воздействия будет разной, а, следовательно, частота вибраций такого камертона будет отличаться от расчетной – с поправкой на воздействие «темных фотонов».
Будет ли отрицательный результат эксперимента означать, что темной материи не существует вовсе? Нет, поскольку вопрос о гравитационном дефиците останется открытым. Как следствие, открытым останется и вопрос о том, есть ли темная материя, или эта гипотеза неверна.
Отрицательный результат будет означать лишь то, что предположение о равномерном присутствии темной материи во всей Вселенной в виде «темных фотонов» не получило подтверждения, и темная материя, если и существует, то в какой-то иной форме, возможно, не повсеместно, а концентрируясь лишь в отдельных областях пространства.
Один из фактов, свидетельствующих в пользу существования темной материи, — это то, что гравитации видимой части галактики Тукана II явно недостаточно для захвата и удержания девяти периферийных звезд.
По материалам The Daily Mail
Читайте также:
Темная материя могла возникнуть еще до Большого взрыва
Астрономы впервые зафиксировали гравитационный «гул» Вселенной
Астрофизики показали, как должна выглядеть темная материя
