Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 1265
Скачиваний: 54
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Колледж промышленных, информационных технологий и права
Вселенная и Темная материяПроект по физике: группы МВ-921
Панфилов Никита Борисович
Научный руководитель:
учитель Котукова Ольга Альбертовна
Кемерово 2023
Содержание
-
Введение
В начале прошлого столетия астрономы начали замечать, что некоторые звезды и галактики ведут себя иначе чем предсказывала теория, а именно, вращение более отдаленных частей галактик не поддавалось законам небесной механики. Складыва- лось ощущение что масса галактик больше той, что наблюдалась непосредственно. Это положило начало поискам новой, скрытой массы, которую в
последействии на- звали темнойматерией(darkmatter).
Впервые термин “темная материя” был употреблен немецким астроном Фрицом
Цвикки, который в своей работе по измерению радиальной скорости восьми галактик в скоплении Кома из созвездия Волосы Вероники, опубликованной в 1937 году, пока- зал, что для удержания галактик от разлета полная масса должна превышать видимую более чем в 500 раз.
В конце 60-х годов, астроном Вера Рубин из Института Карнеги, установила, что большинство звезд в спиральных галактиках двигаются по орбитам примерно с оди- наковой угловой скоростью, что свидетельствовало о наличии темной материи. В по- следствии было опубликовано еще несколько независимых работ, которые полностью подтверждали факт существования скрытой массы.
Стоит отметить что
позже, в математическую модель Вселенной был введен еще один вид материи (энергии) – темнаяэнергия(darkenergy), для объяснение уско- ряющегося расширения Вселенной. В нашей работе мы не будем говорить о темной энергии и ограничимся лишь темной материей.
Согласно нынешним астрофизическим представлением, на долю обычной барион- ной материи (межгалактический газ, звезды и прочее) приходится менее 5%, на тем- ную энергию ∼68.5%, на нейтрино около 0.5%, а на темную материю, оставшиеся 26.5%. Таким образом, почти 95% массы-энергии нашей Вселенной состоит из неиз- вестной нам массы, изучение которой имеет фундаментальное значение для космоло- гии, физики элементарных частиц и астрофизики.
Рис. 1: Распределение
материи во Вселенной
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 16
Классификация темной материи
Попытаемся понять на какие категории делится ТМ и по каким свойствам. На се- годняшний день существует несколько способов по тому, на что именно следует раз- делять темную материю, каждый из которых имеет свои недостатки и преимущества. Наиболее общепризнанная классификация — это разделение ТМ по скоростям частиц- переносчиков на горячую, теплую и холодную. Давайте вкратце объясним, что из себя представляет каждая из них.
-
Горячая темная материя.
Под горячей ТМ понимается легкие частицы, которые на раннем периоде эволю- ции Вселенной были в полном соприкосновении с фотонами, электронами, пози- тронами, и в момент выхода из равновесия, когда взаимодействие прекратилось, они разлетелись со скоростями близким к скорости света. Как показывают рас- четы, масса таких частиц должна быть в 5000 раз легче электрона. Подходящим кандидатом на эту роль являются нейтрино.
На сегодняшний