Темная материя icon

Темная материя


Скачать 22.35 Kb.
НазваниеТемная материя
Размер22.35 Kb.
ТипДокументы

Темная материя

Откуда взялось понятие темная материя. Ученые сравнили две величины. С одной стороны они посчитали массу вселенной, то есть того что нас окружает.

Нас окружает вселенная, которая состоит из галактик, звезд и межзвездного вещества. Кроме этого нас окружают различные поля, такие как электромагнитные гравитационные и другие. Это мы видим или можем определить с помощью приборов.

Ученые посчитали массу всего что нас окружает. Причем посчитали и массу поля в том числе, у поля есть масса это называется эквивалентностью между массой и энергией . Эту эквивалентность, установил Эйнштейн в 1905. Она выражается формулой Е=мс2. От сюда нашли массу которая эквивалентна(равна массе поля). Сложив массы вещества и поля, ученые получили общую массу Вселенной. Эту величину они сравнили с величиной, которая получается из теории большого взрыва. И выяснили , что масса вот того что мы видим или можем обнаружить во вселенной составляет только 5 процентов от второй величины. А где же пропавшие 95 %. А это и есть темная материя, то есть то что мы не видим и не ощущаем как источники электромагнитного излучения.

Давайте же узнаем, что такое темная материя. Во-первых мы узнаем что такое ” темная”.

Понятие темная или черная в физике и в астрофизике встречается несколько раз.

Что это за термины?

Первое -абсолютно черное тело

Второе - черная дыра

Третье - темная материя

Тема нашего доклада - темная материя. Но прежде давайте поговорим о первых двух 2 понятиях

Сейчас мы узнаем что такое Абсолютно черное тело. В этом нам хорошо поможет известный человек- Александр Пушной. Лучше чем он объясняет, объяснить это понятие трудно.

Пушной!

И так, Абсолютно черное тело- это тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее.

Второе понятие. Черная дыра- но прежде сначала узнаем , как можно обнаружить тело в пространстве.

Первое -по излучению, которое это тело испускает.

Картинка!

Второе - можно его осветить, и по отраженному излучению, определить наличие этого тела

Картинка!

Третье - если тело обладает массой, то его можно обнаружить, по гравитационному взаимодействию с другими телами (наблюдая за движением какого-либо тела, мы можем, узнать действует ли на него притяжение другого тела, даже если мы это тело не видим и не регистрируем какого-либо излучения его собственного или отраженного).

При эволюции звезда проходит разные этапы. Сначала она испускает видимый свет, затем она сжимается (гравитационное поле растет). Ее можно обнаружить по первому способу сказанному ранее. Затем она тухнет и ее можно обнаружить по второму способу сказанному ранее, затем сжатие звезды достигает такой степени и масса звезды увеличивается, так что ни какое излучение из звезды не выходит, то есть все что на эту звезду падает там и остается, даже свет. Вот такая звезда и называется черная дыра.

А теперь давайте обратимся к теме нашего доклада. Темная материя. Со словом темная мы разобрались, давайте разберемся с понятием “материя”.

Классическое определение материи следующее: Мате́рия (от лат. māteria «вещество») — объективная реальность, содержимое пространства, одна из основных категорий науки и философии, объект изучения физики.

Существует два вида материи вещество и поле. Вещество в классическом понимании состоит из атомов, содержащих протоны, нейтроны и электроны. Эта форма материи доминирует в Солнечной системе и в ближайших звёздных системах. Кроме этого существует анти вещество. Антивещество — состоит из антиатомов, содержащих антипротоны, антинейтроны и позитроны. Они отличаются от простых частиц другим зарядом, то есть антипротон имеет отрицательный заряд, а антиэлектрон имеет положительный заряд. Если вещество сталкивается с анти веществом то, происходит вспышка света (фатоны).

Второй вид материи это – поле.

Поле, в отличие от вещества, не имеет внутренних пустот, обладает абсолютной плотностью.

1-Поле (в классическом смысле)

2-Электромагнитное поле

3-Гравитационное поле

Существуют еще квантовые поля. Квантовые поля бывают различной природы. Согласно современным представлениям квантовое поле является универсальной формой материи, к которой могут быть сведены как вещество, так и классические поля.

И вот теперь то мы можем попытаться объяснить куда же делись эти 95% материи. Эти 95% назвали темной материей.

Тёмная материя в астрономии и космологии — форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним. Это свойство данной формы материи делает невозможным её прямое наблюдение. Однако возможно обнаружить присутствие тёмной материи по создаваемым ею гравитационным эффектам.

Обнаружение природы тёмной материи поможет решить проблему скрытой массы, которая, в частности, заключается в аномально быстрой скорости вращения внешних областей галактик.

Непосредственное изучение распределения тёмной материи в скоплениях галактик стало возможным после получения их высокодетализированных изображений в 1990-х годах. При этом изображения более удалённых галактик, проецирующихся на скопление, оказываются искажёнными или даже расщепляются из-за эффекта гравитационного линзирования. По характеру этих искажений становится возможным восстановить распределение и величину массы внутри скопления независимо от наблюдений галактик самого скопления. Таким образом, прямым методом подтверждается наличие скрытой массы и тёмной материи в галактических скоплениях.

Опубликованное в 2012 году исследование движения более 400 звёзд, расположенных на расстояниях до 13 000 световых лет от Солнца, не нашло свидетельств присутствия тёмной материи в большом объёме пространства вокруг Солнца. Согласно предсказаниям теорий, среднее количество тёмной материи в окрестности Солнца должно было составить примерно 0,5 кг в объёме земного шара. Однако измерения дали значение 0,00±0,06 кг тёмной материи в этом объёме. Это означает, что попытки зарегистрировать тёмную материю на Земле, например, при редких взаимодействиях частиц темной материи с «обычной» материей, вряд ли могут быть успешными.

Классификация тёмной материи

В зависимости от скоростей частиц, из которых, предположительно, состоит тёмная материя, её можно разделить на несколько классов.

1-Горячая тёмная материя

Состоит из частиц, движущихся со скоростью, близкой к световой — вероятно, из нейтрино. Эти частицы имеют очень маленькую массу, но всё же не нулевую, и учитывая огромное количество нейтрино во Вселенной (300 частиц на 1 см³), это даёт огромную массу. В некоторых моделях на нейтрино приходится 10 % тёмной материи.

Эта материя из-за своей огромной скорости не может образовывать стабильные структуры, но может влиять на обычное вещество и другие виды тёмной материи.

2-Тёплая тёмная материя

Материю, движущуюся с релятивистскими скоростями, но ниже, чем у горячей тёмной материи, называют «тёплой». Скорости её частиц могут лежать в пределах от 0,1c до 0,95c. Некоторые данные, в частности, температурные колебания фонового микроволнового излучения, дают основания полагать, что такая форма материи может существовать.

Пока нет никаких кандидатов на роль составляющих тёплой тёмной материи, но возможно, стерильные нейтрино, которые должны двигаться медленнее обычных трёх ароматов нейтрино, могут стать одним из них.

3-Холодная тёмная материя

Тёмную материю, которая движется при классических скоростях, называют «холодной». Этот вид материи представляет наибольший интерес, так как, в отличие от тёплой и горячей тёмной материи, холодная может образовывать стабильные формирования, и даже целые тёмные галактики.

Пока частицы, подходящие на роль составных частей холодной тёмной материи, не обнаружены. В качестве кандидатов на роль холодной тёмной материи выступают слабо взаимодействующие массивные частицы — вимпы, такие как аксионы и суперсимметричные партнёры-фермионы лёгких бозонов — фотино, гравитино и другие.

4-Смешанная тёмная материя

До предложения теории тёмной энергии была разработана перспективная модель тёмной материи, состоящей из холодной и горячей материи в определённых пропорциях.

Вернемся к основной теме нашего доклада. И так с одной стороны есть масса вселенной которую мы можем наблюдать различными способами(п о излучению в различных диапазонах, по полю и т.д).а с другой стороны есть масса Вселенной которая следует из теории большого взрыва. разница между ними 5%-1 и 95%-2. Эти 95% от массы вселенной мы не умеем наблюдать или фиксировать. Куда же делись эти 95% и из чего они состоят? Последний вопрос является наиболее острым для современной физики элементарных частиц.

Теоретические модели предоставляют большой выбор возможных кандидатов на роль невидимой материи.

В природе существует довольно много элементарных частиц. Каждая из них отвечает за определенные свойства атомов. Одни за заряд другие за магнитный свойство и т.д. . но до сих пор мы точно не знаем что за частица отвечает за массу. На эту роль в первую очередь претендует так называемый , Базон Хигса.

Постулирован Питером Хиггсом в его фундаментальных статьях, вышедших в 1964 году. В рамках Стандартной модели отвечает за массу элементарных частиц.

Бозон Хиггса первоначально был предсказан в теории, и после нескольких десятков лет поиска 4 июля 2012 года представители ЦЕРНа (Европейский Центр ядерных исследований) сообщили, что на обоих основных детекторах БАК (Большой адро́нный колла́йдер) наблюдалась новая частица с массой около 125—126 ГэВ. Есть веские основания считать, что эта частица является бозоном Хиггса.

Каким способом в ядерной физике изучают строение атома?

Для примера представим, что у нас есть две детские машинки, и мы хотим узнать, как они устроены. Есть 2 способа. 1- взять отвертку и разобрать изх. 2 способ- разогнать их до большой скорости заставить столкнуться ,и развалиться. Тогда мы увидим из чего же они состояли. А теперь представим, что мы хотим узнать, как устроен атом, за лесть туда с отверткой не выйдет, значит первый способ не прокатывает. По этому в ядерной физике используется второй способ. Атомы или элементарные частицы разгоняются с помощью магнитного поля, в спец устройствах, которые называются ускорители. Столкнули два атома- посмотрели на какие частицы он распался. Это могут быть протоны электроны и т.д, если мы хотим узнать из чего состоят эти частицы, берем пучок этих частиц разгоняем его в ускорители и сталкиваем с другим таким же пучком, и смотрим какие новые образовались при столкновении. И так можно все дальше и дальше проникать в глубь строения элементарных частиц ( как матрешка). Но есть проблема, чем дальше мы идем по этому пути тем нужны большие скорости при столкновении частиц, большие их энергии, а значит и большие ускорители.

Для обнаружения Базона Хигса, в Европейском Центре ядерных исследований (ЦЕРН). Был построен- БАК (Большой адро́нный колла́йдер). Почему большой? потому что это магнит имеющий форму бублика и расположенный в тоннеле под землей длинной 26 км. Вот на нем и разгоняют элементарные частицы до очень больших скоростей, сталкивают их и изучают частицы, получившиеся в результате столкновения.

Бозон Хиггса — последняя найденная частица Стандартной модели. Частица Хиггса так важна, что в заголовке книги нобелевского лауреата Леона Ледермана «Частица Бога: если Вселенная это ответ, то каков вопрос? (англ.)русск.» она названа «god particle» (частица бога или частица-бог, а сам Ледерман изначально предлагал вариант «прокля́тая частица» (англ. goddamn particle), отвергнутый редактором. Это ироничное название широко употребляется средствами массовой информации. Многие учёные не одобряют это прозвище, считая более удачным «бозон бутылки шампанского» (англ. The champagne bottle boson) — из-за игры образами, так как потенциал комплексного поля Хиггса напоминает донышко бутылки шампанского, а его открытие явно приведёт к опустошению не одной такой бутылки.

Впрочем, существуют модели, не требующие введения бозона Хиггса для объяснения масс наблюдаемых частиц Стандартной модели, так называемые бесхиггсовские модели. Отрицательный результат поисков бозона Хиггса послужил бы косвенным аргументом в пользу подобных моделей.

Но мы надеемся, что Базон Хигса будет найден! И тайна из чего же состоит 95% массы Вселенной, будет раскрыта!!!

Конец!

Похожие:

Темная материя iconЮли Цее Темная материя
Гёльдерлина. По отзывам критиков, второй роман Юли Цее «Темная материя» – это потрясающий философский триллер, магнетический роман...
Темная материя iconТемная материя
Нас окружает вселенная, которая состоит из галактик, звезд и межзвездного вещества. Кроме этого нас окружают различные поля, такие...
Темная материя iconСтивен Кинг Темная Башняаступают ПОСЛЕДHИЕ ДHИ странствия Роланда Дискейна и его друзей.
Темная Башня — все ближе о теперь последним из стрелков угрожает новая опасность
Темная материя iconТерри Пратчетт Темная сторона Солнца Терри Пратчетт Темная сторона Солнца
Туман над топью разорвался на ленточки, которые тут же унес морской бриз. Мелкие ночные твари поспешили зарыться в ил. Вдалеке, невидимая...
Темная материя iconТомас Гоббс. Левиафан, или Материя, форма и власть государства церковного и гражданского

Темная материя iconКогда мы были на войне 2 Темная ночь 2

Темная материя iconРене генон царство количества и знамения времени содержание
Первая. Количество и качество 2 Глава вторая. "Matebia signata quantitate" (материя, отмеченная количеством) 3
Темная материя iconСтивен кинг
А потому, Постоянный Читатель, эта последняя книга цикла «Темная башня», посвящается вам
Темная материя iconТеизм рамануджи
Введение. Пураны. Жизнь. История и литература. Бхаскара. Ядавапракаша. Праманы. Содержание теории познания Рамануджи. Бог. Индивидуальная...
Темная материя iconПАМЯТКА УЧАСТНИКА
Прибытие на станцию «Темная падь», организованный сбор, пешее движение по дну Темной Пади до деревни «Старая Ангасолка»
Темная материя iconВладимир Колычев Королева шансона Часть первая
Жизнь, она как «волшебная палочка» гаишника – то темная полоса, то светлая. Во всяком случае, так утверждал отец
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы