ТЁМНАЯ МАТЕРИЯ И ТЁМНАЯ ЭНЕРГИЯ | НОВОСТИ
ФИЗИКИ НАШЛИ НОВОГО КАНДИДАТА НА ТЁМНУЮ МАТЕРИЮ (03.2020)
Учёные предложили в качестве кандидата на тёмную материю гипотетически возможный конденсат Бозе-Эйнштейна из гексакварков типа d-star или d*(2380), существование которых было подтверждено в ходе экспериментов в 2014 году.
Этот вариант особенно привлекателен, поскольку в этом случае не участвуют никакие новые для физики идеи.
Источник: sci-news.ru : https://sci-news.ru/2020/fiziki-nashli-novogo-kandidata-na-temnuju-materiju/
ПРОТОТИП ABRACADABRA НЕ ПОМОГ НАЙТИ ТЁМНУЮ МАТЕРИЮ (29.03.2019)
Прототип ABRACADABRA не помог найти тёмную материю.
Физики опубликовали детальное описание нового эксперимента по поиску сверхлёгких частиц тёмной материи ABRACADABRA и подвели итоги работы прототипа. Полноценная установка будет чувствительна к сигналу частиц с массами от 10-12 до 10-6 электронвольт, а прототип работал с диапазоном от 0,31 до 8,3 наноэлектронвольт. Такими массами могут обладать несколько кандидатов на роль частиц тёмной материи, в том числе аксионы. Искомых событий в рамках наблюдений с прототипом найдено не было.
Источник: N+1 : https://nplus1.ru/news/2019/03/29/ABRACADABRA
НЕВЕРОЯТНАЯ ТЕОРИЯ: ТЁМНАЯ МАТЕРИЯ ЧАСТИЧНО ЗАРЯЖЕНА (2018)
В эксперименте EDGES исследователи уловили сигналы первичных водородных облаков – возбужденные молекулы газа из эпохи через 180 миллионов лет после Большого взрыва. Но эти ранние газовые облака были намного более холодными, чем им следовало бы быть. Их температура составляла всего около трех градусов по Кельвину – вдвое ниже, чем это ожидалось. Такое наблюдение очень сложно согласовать с космологической стандартной моделью. Но единственным, что в ранней вселенной имело более холодные температуры, была тёмная материя. В соответствии с принятой теорией, тёмная материя взаимодействует с остальной вселенной исключительно через гравитацию. И никакая передачи тепла или холода при этом не представлялась возможной. Но, как вычислили астрономы, возможным был и другой путь. Малая часть тёмной материи могла тогда, вскоре после Большого взрыва, обладать слабым электрическим зарядом. И это могло бы обеспечить частицам такой экзотической формы материи возможность взаимодействовать с первичным газом и охлаждать его.
Источник kosmos-x.net.ru : https://kosmos-x.net.ru/news/neverojatnaja_teorija_temnaja_materija_chastichno_zarjazhena/2018-06-05-5310
В РАННЕЙ ВСЕЛЕННОЙ БЫЛО МЕНЬШЕ ТЁМНОЙ МАТЕРИИ (2017)
Новые наблюдения свидетельствуют о том, что 10 миллиардов лет назад, то есть в эпоху образования большинства галактик, в массивных галактиках с активным звездообразованием преобладало «обычное» барионное вещество. Сейчас влияние таинственной тёмной материи на галактики гораздо больше.
Источник www.eso.org : https://www.eso.org/public/russia/news/eso1709/?lang
НЕЙТРОННЫЕ ЗВЁЗДЫ МОГУТ ДАТЬ КЛЮЧЕВЫЕ ОТВЕТЫ КАСАТЕЛЬНО СВОЙСТВ НЕЙТРОНОВ, ИЗМЕРЯЕМЫХ НА ЗЕМЛЕ (pdf, на английском)
По словам физика университета Иллинойса Дугласа Х. Бека, "нейтроны играют несколько необычные роли в нашем мире. Свободные нейтроны распадаются примерно за 900 с, но, связанные в ядрах, они стабильны и составляют чуть более половины массы видимой Вселенной."
Ученые используют два различных экспериментальных метода для определения величины τ-времени жизни нейтронов. Эксперименты, которые измеряют продукты распада нейтронов ‑ протоны, электроны и нейтрино ‑ как правило, показывают более длительный срок жизни, чем эксперименты, в которых просто сравнивается количество нейтронов в начале и в конце.
В январе теоретики Бартош Форнал и Бен Гринштейн из Калифорнийского университета в Сан-Диего заявили, что разница может быть объяснена "невидимым" распадом, пропущенным экспериментами с подсчётом продуктов распада; а именно, что около 1 процента времени нейтроны распадаются на частицы темной материи, которые остаются незамеченными. Примечательно, что стабильность обычных ядер не полностью исключает такую возможность.
Источник : phys.org :
ПЯТЬ КАНДИДАТОВ НА РОЛЬ ТЁМНОЙ МАТЕРИИ (pdf)
Источник : phys.org : https://phys.org/news/2018-04-small-dark-baffling-candidates.html
НАЙДЕНО РЕШЕНИЕ ГЛАВНОЙ КОСМОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАГАДКИ ДЕСЯТИЛЕТИЯ
Учёные «разрешили» эйнштейновской космологической постоянной изменяться.
Учёные из Южной Кореи, Франции и Индии под руководством главного научного сотрудника ИТФ имени Л.Д.Ландау, академика РАН Алексея Старобинского предложили новое описание космологической постоянной, которая подразумевается как тёмная энергия. В разработанной физиками модели космологическая постоянная не является неизменной, а медленно распадается на тёмную материю, и скорость этого процесса не зависит от внешних условий, а подчиняется исключительно внутренним свойствам самой тёмной энергии. Такая модель позволяет объяснить аномалию в наблюдаемых параметрах красных смещений.
Источник:
- lenta.ru
Arman Shafieloo, Dhiraj Kumar Hazra, Varun Sahni, Alexei A. Starobinsky
METASTABLE DARK ENERGY WITH RADIOACTIVE-LIKE DECAY (pdf)
Предложен новый класс метастабильных феноменологических моделей тёмной энергии (DE), в которых скорость распада тёмной энергии не зависит от внешних параметров, таких как масштабный коэффициент или кривизна Вселенной. Вместо этого скорость распада тёмной энергии считается постоянной в зависимости только от собственных свойств тёмной энергии и типа канала распада, аналогичного случаю радиоактивного распада неустойчивых частиц и ядер. Тестируя метастабильные модели тёмной энергии с наблюдательными данными, мы обнаруживаем, что период полураспада распада должен быть во много раз больше, чем возраст Вселенной. Модели, в которых тёмная энергия распадается на тёмную материю приведет к снижению значения параметра Хаббла на больших красных смещениях относительно Λ холодной темной материи (МЧР). Следовательно, эти модели обеспечивают лучшую подгонку к космологическим данным BAO (особенно данным из квазаров с высоким красным смещением), чем космология согласованности (ΛCDM).
Источник:
П. Громов
МАТЕМАТИКИ ПРЕДЛОЖИЛИ ОТКАЗАТЬСЯ ОТ ТЁМНОЙ ЭНЕРГИИ
Трое математиков из университетов Мичигана и Калифорнии считают, что ускоренное расширение Вселенной можно объяснить без космологической константы и темной энергии, поскольку пространство-время во Вселенной Фридмана является неустойчивым.
DOING WITHOUT DARK ENERGY: MATHEMATICIANS PROPOSE ALTERNATIVE EXPLANATION FOR COSMIC ACCELERATION (pdf)
Three mathematicians have a different explanation for the accelerating expansion of the universe that does without theories of "dark energy." Einstein's original equations for General Relativity actually predict cosmic acceleration due to an "instability," they argue in paper published recently in Proceedings of the Royal Society A.
Источник : phys.org :https://phys.org/news/2017-12-dark-energy-mathematicians-alternative-explanation.html
Andre Maeder
DYNAMICAL EFFECTS OF THE SCALE INVARIANCE OF THE EMPTY SPACE: THE FALL OF DARK MATTER (pdf)
Гипотеза масштабной инвариантности макроскопического пустого пространства, которая вмешивается в космологическую константу, привела к появлению новых космологических моделей. Они показывают ускоренное космическое расширение после начальных стадий и удовлетворяют нескольким крупным космологическим испытаниям. Развивая приближение слабого поля, находим, что приведённое здесь уравнение движения, соответствующее уравнению Ньютона, также содержит небольшой внешний ускоряющий член. Таким образом, этот член особенно важен для систем с очень низкой плотностью.
Выведена модифицированная теорема вириала, которая применяется к кластерам галактик. Для кластеров Coma и Abell 2029 динамические массы получаются примерно в 5-10 раз меньше, чем в стандартном случае. Это не оставляет места для тёмной материи в этих кластерах. Таким образом, мы склонны заключать, что ни тёмная энергия, ни тёмная материя, по-видимому, не нужны в предлагаемом теоретическом контексте.
Исследователи исследователя проанализировали свет от 26 миллионов галактик, чтобы изучить, как структуры во Вселенной изменились за последние 7 миллиардов лет - половину возраста Вселенной.
Ученые использовали тот факт, что изображения далеких галактик слегка искажаются гравитацией галактик на переднем плане - эффектом, известным как слабая гравитационная линзировка. Этот анализ привел к созданию самой большой карты, когда-либо построенной для распределения массы - как регулярной, так и тёмной материи - во вселенной, а также ее эволюции с течением времени.
Космологи создают новые карты динамики тёмной материи. (2017)
Используя передовые методы компьютерного моделирования, исследовательская группа впервые перевела распределение галактик на подробные карты потоков материи и скоростей, что позволяет оценивать распределение "тёмной материи" во Вселенной.
Можем ли мы откинуть тёмную энергию путем лучшего понимания общей теории относительности? (2017)
В стандартной космологии мы предполагаем, что Вселенная расширяется, как будто бы не было космических структур. Затем мы выполняем компьютерные моделирования, используя только 330-летнюю теорию Ньютона. Это создает структуру, напоминающую наблюдаемую космическую сеть, достаточно разумным образом. Но это требует включения тёмной энергии и тёмной материи в качестве ингредиентов. Кроме того, стандартная космология также фиксирует кривизну пространства, чтобы быть равномерной всюду и отделена от материи. Но это противоречит основной идее Эйнштейна о том, что материя говорит пространству, как кривой.
С начала 2000-х годов некоторые космологи изучали идею о том, что в то время как уравнения Эйнштейна связывают материю и кривизну на небольших масштабах, их крупномасштабное среднее значение может приводить к возникновению обратной реакции - усреднённому расширению, которое не совсем однородно. Распространение материи и кривизны начинается почти однородно, когда вселенная молода. Но по мере возникновения и усложнения космической сети вариации мелкомасштабной кривизны растут больше, и процесс усреднённого расширения может отличаться от описания стандартной космологии. Недавние результаты численного моделирования команд в Будапеште и на Гавайях, которые утверждают, что не используют тёмную энергию, использовали стандартные ньютоновские симуляции. Но они разработали свою модель с помощью нестандартного метода на основе моделирования этого "эффекта обратной реакции".
Объяснение ускоренного расширения Вселенной без тёмной энергии. (2017)
По словам венгерско-американской команды, загадочная «тёмная энергия», которая, как считается, составляет 68% всей вселенной, может вообще не существовать. Исследователи полагают, что стандартные модели Вселенной не учитывают ее изменяющуюся структуру, неоднородность, но когда это делается, потребность в тёмной энергии исчезает. На практике нормальная и тёмная материя заполняет вселенную пенообразной структурой, где галактики расположены на тонких стенках между пузырьками и сгруппированы в суперкластеры. Внутренности пузырьков, напротив, почти пусты от обоих видов материи. Используя компьютерное моделирование для моделирования влияния гравитации на распределение миллионов частиц тёмной материи, ученые реконструировали эволюцию Вселенной, включая раннее сгущение материи и формирование крупномасштабной структуры. В отличие от обычных симуляций с плавно расширяющейся вселенной, учёт структуры привел к модели, в которой различные области космоса расширяются с разной скоростью. Однако средняя скорость расширения согласуется с современными наблюдениями, которые предполагают общее, однородное ускорение.
Тусклая галактика "Dragonfly 44" на 99% состоит из тёмной материи. (2016)
Международная команда астрономов открыла массивную галактику, которая почти полностью состоит из тёмной материи. По словам исследователей, 99 процентов объекта, названного Dragonfly 44 ("Стрекоза 44"), составляет именно тёмная материя.
The high mass of "Dragonfly 44" is accompanied by a large globular cluster population. Our results add to other recent evidence that many ultra-diffuse galaxies are "failed" galaxies with the sizes, dark matter content and globular cluster systems of much more luminous objects. The dark matter fraction of "Dragonfly 44" is about 98%.
Физики усомнились в возможности существования "лёгкой" тёмной материи. (2016)
Как объясняют ученые, аксионы, если они действительно существуют, должны особым образом взаимодействовать с фотонами, частицами света, если те проходят через сильные магнитные поля, существующие в окрестностях центральных чёрных дыр в галактиках или у магнетаров и других "намагниченных" компактных объектов. Но, как показали наблюдения космического гамма-телескопа "Fermi", нет никаких следов того, что аксионы могут как-то влиять на поведение фотонов. Это означает, что аксионы или не существуют, или что их масса гораздо больше, чем предполагалось ранее. Второй сценарий маловероятен, но в принципе он возможен – в таком случае тёмная материя будет состоять только из аксионов, а не ещё и каких-то других частиц. Проверка такой теории потребует строительства и запуска в космос новых телескопов, способных работать на более высоких энергиях, чем "Ферми".
Проект «Памела»: десять лет в поисках тёмной материи. (2016)
Начиная с 15 июня 2006 года, учёные МИФИ последовательно измеряли характеристики космических частиц (электронов и позитронов, протонов и антипротонов и легких ядер). В результате кропотливого анализа материалов было обнаружено, что поток позитронов ведёт себя не так, как было предсказано теоретическими расчетами. Доля позитронов возрастает в космическом излучении по отношению к обычным частицам электронам. Это могло быть связано с гипотетическими частицами "вимпами", из которых предположительно состоит тёмная материя. При столкновении друг с другом вимпы могут аннигилировать, превращаясь в известные частицы, например, в протоны и антипротоны, электроны и позитроны. Но в ходе измерений магнитным спектрометром "Pamela" стало понятно, что вимпы могут и самостоятельно распадаться, превращаясь в те же известные частицы.
Данные, полученные в 2008 году благодаря магнитному спектрометру "Pamela", позднее были дважды подтверждены другими экспериментами в космосе – на гамма-телескопе "Fermi" и на магнитном спектрометре "AMS-02".
Explaining the accelerating expansion of the universe without dark energy (30.03.2017)
Enigmatic 'dark energy', thought to make up 68% of the universe, may not exist at all, according to a Hungarian-American team. The researchers believe that standard models of the universe fail to take account of its changing structure, but that once this is done the need for dark energy disappears. The team publish their results in a paper in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Phys.org: https://phys.org/news/2017-03-expansion-universe-dark-energy.html#jCp
Тусклая галактика "Dragonfly 44" на 99% состоит из тёмной материи. (2016)
(Pieter van Dokkum, Roberto Abraham, Jean Brodie, Charlie Conroy, Shany Danieli, Allison Merritt, Lamiya Mowla, Aaron Romanowsky and Jielai Zhang) (2016)
The high mass of Dragonfly 44 is accompanied by a large globular cluster population. Our results add to other recent evidence that many ultra-diffuse galaxies are "failed" galaxies with the sizes, dark matter content and globular cluster systems of much more luminous objects. The dark matter fraction of Dragonfly 44 is about 98%.
В MIT решили создать миниатюрный магнетар для поиска частиц тёмной материи. (2016)
Учёные планируют использовать мини-магнетар для поиска гипотетической частицы аксиона, которая может взаимодействовать с магнитными полями. Транзит аксиона через магнитное поле мини-магнетара приведет к тому, что появится крошечное второстепенное магнитное поле. Ученые уверены, что смогут поймать это крошечное поле и раскачать, чтобы узнать таким образом точный вид B-поля их собственного мини-магнетара. Если они его найдут, они смогут оценить и энегию/массу аксиона.
Team simulates a magnetar to seek dark matter particle. (2016)
In a paper published online in Physical Review Letters, the MIT team proposes an experiment to detect axions by simulating an extreme astrophysical phenomenon known as a magnetar—a type of neutron star that generates an immensely powerful magnetic field. The physicists reasoned that in the presence of an axion such a huge magnetic field should waver ever so slightly, producing a second, vastly smaller magnetic field as a signature of the axion itself.
В ЦЕРН началась охота на загадочные «тёмные фотоны». (2016)
Присутствие тёмной материи выдаёт лишь гравитационный эффект, благодаря которому современная наука вообще знает о её существовании. Ведущие физики ЦЕРН поставили перед собой задачу обнаружить так называемый тёмный фотон, гипотетическую элементарную частицу, предположительно являющуюся аналогом фотонов для тёмной материи.
Два отдельных эксперимента на детекторе ATLAS и компактном мюонном соленоиде (CMS) в Большом адронном коллайдере ЦЕРН дают основания предполагать существование новой элементарной частицы массой около 270 ГэВ. Если её существование подтвердится, эта частица приблизит нас к разгадке одной из самых больших загадок Вселенной — что такое тёмная материя. Мадала может стать первой известной частицей, которая способна взаимодействовать с тёмной материей.
Axion alert! Exotic-particle detector may miss out on dark matter. (2016)
An ambitious supercomputer calculation has brought good and bad news for physicists hunting the "axion" — a hypothetical particle that is considered a leading candidate for dark matter. The result shows that the axion, if it exists, could be at least ten times heavier than previously thought. If true, that’s a useful clue on how to find the particle. But it also suggests that an experiment that has been hunting the axion for two decades might be unlikely to find it, because the detector was designed to search for a lighter version.
Амбициозный суперкомпьютерный расчёт принес хорошие и плохие новости для физиков, охотящихся на "аксион" — гипотетическую частицу, которая является ведущим кандидатом на роль тёмной материи.
Результат показывает, что аксион, если он существует, может быть как минимум в десять раз тяжелее, чем считалось ранее. Если это правда, это полезная подсказка о том, как найти частицы. Но это также показывает, что эксперимент, в котором охотились за аксионом в течение двух десятилетий, вряд ли сможет его найти, потому что датчик был разработан, чтобы искать более лёгкий вариант аксиона.
Спорное заявление об обнаружении тёмной материи наконец пройдет окончательные испытания. (2016)
Первоначальное заявление было сделано коллаборацией DAMA, детектор которой находится в лаборатории глубоко под горным массивом Гран-Сассо к востоку от Рима. Более десяти лет назад она предоставила предварительные свидетельства обнаружения тёмной материи. В ближайшие пять лет будут созданы дополнительные подобные детекторы в Корее, Испании, Австралии и Италии. Все они будут использовать для поиска тёмной материи наблюдение за микровспышками при столкновениях частиц в кристаллах иодида натрия.
В сторону «вимпы»: изучаем альтернативные теории тёмной материи. (2016)
Многие ученые предполагали, что тёмная материя состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц (вимпов, WIMP), которые примерно в 100 раз больше протона по массе, но взаимодействуют как нейтрино. Тем не менее все попытки найти вимпы с помощью экспериментов на ускорителях частиц ни к чему не привели. Поэтому ученые начали перебирать возможные альтернативы составу тёмной материи.
В поисках тёмной материи предложены два новых интересных метода. (2016)
Где же тёмная материя? Ученые, которые десятилетиями охотятся за этим эфемерным веществом, если его можно так назвать, начинают переживать, что ищут не там. До сих пор поиски тёмной материи в основном были сосредоточены на «слабо взаимодействующих массивных частицах» (вимпах, WIMP) — теоретических частицах весом между 1 ГэВ и 1 ТэВ, между одной и тысячью масс протона. Но есть много больше территории, доступной для наличия частиц тёмной материи с меньшей массой.
Самый чувствительный детектор в мире не нашел тёмной материи. (2016)
Невероятно чувствительный детектор тёмной материи LUX, погребённый под километровой толщей пород, не нашел ничего за 20 месяцев поиска тёмной материи — чем существенно сузил диапазон возможных свойств загадочной субстанции.
Предложена новая идея по поиску легких частиц тёмной материи. (2015)
Поиск частиц тёмной материи с массой меньше 1 ГэВ — задача исключительной технической сложности. Ни один из существующих сейчас детекторов к таким частицам нечувствителен. В статье американских теоретиков предлагается идея нового сверхпроводящего детектора, который позволит почувствовать частицы тёмной материи с массами в мегаэлектронвольтном и даже килоэлектронвольтном диапазонах, расширяя тем самым область поисков на 4–5 порядков.
NASA: у Земли может быть «борода» из темной материи. (2015)
Используя компьютерное моделирование, учёные NASA выяснили, что происходит, когда «потоки» частиц тёмной материи приближаются к Земле. Анализ показал, что при этом поток частиц сосредоточивается в ультраплотных нитях, или в «волосках», тёмной материи. В результате, должно быть довольно много таких волосков, вытянувшихся от Земли. Компьютерное моделирование также показало, что изменения в плотности, которые происходят внутри Земли — от внутреннего ядра к внешнему, к мантии и коре, — будут отражаться на этих «волосках».
Dark matter may have been detected – streaming from the sun’s core. (2014)
Researchers at Leicester University spotted the curious signal in 15 years of measurements taken by the European Space Agency’s orbiting XMM-Newton observatory. They noticed that the intensity of x-rays recorded by the spacecraft rose by about 10% whenever it observed the boundary of Earth’s magnetic field that faces towards the sun.
The x-ray background – the sky, after the bright x-ray sources are removed – appears to be unchanged whenever you look at it. The seasonal signal in this x-ray background, which has no conventional explanation was discovered, that is consistent with the discovery of axions.