гипотезу множественности вселенных

15
6. Проблемы современной космологии
6.1 Парадокс «скрытой массы»
Впервые о скрытой массе или тёмной материи заговорил ещё в начале XX века
американский астроном швейцарского происхождения Фриц Цвикки, в связи с измерением
скорости галактик из скопления в созвездии Волосы Вероники при помощи красного
смещения. Он внезапно обнаружил, что лучевые скорости этих галактик соответствовали
массе скопления в целом и потому оказались слишком высокими для должной им массы,
определённой по количеству наблюдаемых галактик. Именно тогда была выдвинута смелая
теория, что в скоплении присутствует нечто вроде скрытой массы, которая хоть и влияет на
скорость, тем не менее остаётся невидимой для телескопов.
Но удивительней всего было открытие того, что невидимой материи гораздо больше,
чем видимой. С тех самых пор гипотеза о существовании невидимого вещества многократно
использовалась для объяснения некоторых противоречивых астрономических данных, и по
большей части для интерпретации особенностей движения звёзд и газовых облаков по
орбитам в дисках галактик. В том случае, если бы основная масса галактики была
локализована в звёздах, их орбитальные скорости снижались бы по мере отдаления от
центра. Фактически же они не только не уменьшаются, но в ряде случаев даже возрастают.
То же самое происходит и в нашей Галактике.
Чтобы объяснить это явление, необходимо допустить, что далеко за пределами
видимых границ галактики находится тёмная материя, невидимая телескопам. В 70-х годах,
методами рентгеновской астрономии был открыт горячий межгалактический газ, особенно
заметный в скоплениях галактик. Температура этого газа составляет десятки миллионов
градусов. По значению температуры можно оценить характеристики гравитационного поля,
в котором находится газ, а, следовательно, и полную массу вещества, являющегося
источником этого поля. Уже первые результаты рентгеновских наблюдений горячего газа в
скоплениях галактик подтвердили присутствие в них скрытой массы, не входящей в состав
отдельных галактик.
В рамках первого подхода была сформулирована альтернативная теория гравитации,
утверждающая, что в галактических масштабах большая часть вещества во вселенной
приходится на «темную материю» – взаимодействующую с обычной материей только на
гравитационном уровне. Считается, что сразу после Большого Взрыва ее тяжелые частицы
двигались крайне медленно, позволяя частицам обычной материи стягиваться вокруг них,
постепенно формируя облака и первые звезды, и не позволяя им просто равномерно
распределиться по всему пространству.
Но возникает новый вопрос: из чего же всё таки сделана эта тёмная материя? Сама
природа тёмной материи остается областью, в которой можно строить лишь гипотезы. 
Тёмная материя может представлять собой как массивные чёрные дыры, гораздо
тяжелее Солнца, так и гипотетические более легкие, чем электрон, элементарные частицы.
Список потенциальных кандидатов на роль темной материи ограничивается не столько
какими-то физическими условиями, сколько нашим воображением и допустимыми
теоретическими представлениями. Самое простое объяснение состоит в том, что во
Вселенной просто очень много обыкновенных тусклых или холодных объектов, невидимых
в телескопы: планет, коричневых и белых карликов, черных дыр. 
Другие кандидаты на роль темной материи гораздо легче и меньше. Вполне вероятно,
что наша Вселенная заполнена большим числом еще неизвестных нам элементарных частиц,
путешествующих по ее просторам со времен Большого Взрыва. Эти частицы настолько
слабо (иначе говоря, редко) взаимодействуют с обычным веществом, что с трудом
поддаются детектированию. Они получили название вимпов, и теория говорит, что они
могут взаимно аннигилировать, испустив при этом гамма-лучи. Но, как и всегда, пока эта
теория не полностью подтверждена, существуют и альтернативные версии – вплоть до
полностью обратной, постулирующей, что темная материя состоит из частиц, которые
быстро движутся и гораздо легче вимпов, их называют горячей тёмной материей. Однако

16

жүктеу/скачать 352,46 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: