الفلك

كتلة بالقصور الذاتي للمادة المظلمة

كتلة بالقصور الذاتي للمادة المظلمة


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

نحن نعلم وجود المادة المظلمة لأننا نستطيع اختبار كتلتها الثقالية (على سبيل المثال في عدسة الجاذبية) ولكن بما أننا لا نستطيع رؤية هذه المادة ، فكيف يمكننا التأكد من أنها تحتوي على قصور ذاتي ، وهي نفس كتلة الجاذبية ؟ بمعنى آخر ، هل ينطبق مبدأ التكافؤ أيضًا على المادة المظلمة؟


إذا كانت الكتلة بالقصور الذاتي لا تساوي كتلة الجاذبية ، فستكون مكافئة لثابت الجاذبية ، G ، كونها مختلفة ، أو ربما غير ثابتة ، للمادة المظلمة. إذا كان الأمر كذلك ، فإن الطريقة التي تدور بها المادة المظلمة حول درب التبانة ستكون مختلفة ، مما يؤدي إلى توزيع مختلف للمادة المظلمة.

نحن نعلم من منحنى دوران درب التبانة تقريبًا كيفية توزيع المادة المظلمة في درب التبانة. تتوافق نماذجنا مع كتلة القصور الذاتي للمادة المظلمة التي تساوي كتلة الجاذبية.

وهذا بالطبع بعيد كل البعد عن كونه "برهان". نظرًا لأننا لا نعرف حتى ما هي المادة المظلمة ، فمن المستحيل التأكد من أي من خصائصها. ولم يتم "إثبات" تكافؤ الكتلة بالقصور الذاتي والكتلة الثقالية حتى بالنسبة للمادة العادية (ولكن لم تكتشف أي تجربة فرقًا على الإطلاق) ولكن سيكون من المدهش للغاية أن تؤثر الجاذبية على المادة المظلمة بشكل مختلف ، وستكون هناك حاجة إلى دليل قوي على ذلك . كما هو الحال ، لا يوجد أحد.


كتلة بالقصور الذاتي للمادة المظلمة - علم الفلك

إن وجود المادة المرئية والمظلمة ، واستمرار عدم القدرة على الكشف المباشر للمادة المظلمة ، يستلزم إجراء تحقيق نظري في طبيعة الكتلة بالقصور الذاتي التي تشكل المادة المرئية والمظلمة. يُقترح أن تتجلى الكتلة بالقصور الذاتي بشكل ثنائي: ماديًا ، ككتلة بالقصور الذاتي الخارجية ، وغير مادية ، ككتلة بالقصور الذاتي. تعاني المادة المرئية من القصور الذاتي عندما يتم تسريعها لأن القوة الحقيقية المطبقة على المظهر الخارجي المادي للكتلة القصور الذاتي لا يتم إلغاؤها بواسطة القوة الزائفة بالقصور الذاتي المتساوية والمعاكسة على المظهر الجوهري غير المادي للكتلة بالقصور الذاتي. يُقترح أيضًا أن كل المادة المرئية تعاني من القصور الذاتي طوال الوقت في التسارع الكوني ، لأن القوة الحقيقية للزمكان على الكتلة بالقصور الذاتي الخارجية لا يتم إلغاؤها بواسطة القوة الزائفة بالقصور الذاتي على الكتلة بالقصور الذاتي الجوهرية. لا تعاني المادة المرئية في السقوط الحر للجاذبية من القصور الذاتي لأن القوة الزائفة بالقصور الذاتي المرتبطة بالكتلة القصور الذاتي يتم إلغاؤها بواسطة قوة الجاذبية الشبيهة بالقوة المرتبطة بكتلة الجاذبية. كما توجد كتلة القصور الذاتي الجوهرية للمادّة بشكل مستقل كأجسام كتلة بالقصور الذاتي الجوهرية ، والتي تكون في حالة السقوط الحر الكوني ولا تعاني من القصور الذاتي ، بسبب الإلغاء بين القوة الشبيهة بالزمكان والقوة الزائفة بالقصور الذاتي على الكتلة بالقصور الذاتي الجوهرية. إن أجسام الكتلة بالقصور الذاتي الجوهرية غير المادية في السقوط الحر الكوني هي المادة المظلمة في الكون.


قضية المادة المظلمة

الدليل على المادة المظلمة يكمن في الجاذبية. الجاذبية هي القوة التي تمسك الكون معًا. كل شيء في الكون ينجذب بشكل متبادل إلى كل شيء آخر. تمكن العلماء من حساب الكتلة الكلية للكون المرئي. لقد حسبوا أيضًا قوى الجاذبية التي تربط الكون معًا. ما وجدوه هو أنه لا يبدو أن هناك ما يكفي من المادة المرئية لتفسير الكتلة المطلوبة لربط الكون بالجاذبية معًا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن اكتشاف المادة المظلمة من خلال تأثيرها الثقالي على الأجسام الأخرى ، أو حتى على الضوء نفسه. يمكن أن يؤثر على حركة النجوم والمجرات. تم اكتشاف أن العديد من المجرات تدور بسرعة أكبر مما ينبغي. وفقًا لنظرية الجاذبية لأينشتاين ، يجب أن تتباعد. لكن يبدو أن هناك شيئًا غير مرئي يربطهم ببعضهم البعض. يمكن أن تؤثر المادة المظلمة أيضًا على مسار الضوء. في ظاهرة تُعرف باسم عدسة الجاذبية ، يمكن للأجسام الكثيفة أن تتسبب في انحناء ضوء الأجسام البعيدة حولها. يمكن أن يؤدي هذا إلى صور مشوهة وصور مكررة للنجوم والمجرات. يمكننا أن نقول أن شيئًا ما ينحني الضوء ، لكن لا يمكننا تحديد ماهيته.


صورة اليوم لعلم الفلك الفهرس - متفرقات: مادة مظلمة

APOD: 2001 19 ديسمبر - البحث عن المادة المظلمة
تفسير: أين المادة المظلمة؟ تدور المجرات وتتحرك في عناقيد وكأن كمية هائلة من المادة غير المرئية موجودة. ولكن هل توجد المادة المظلمة في الكون الأكبر أيضًا - وإذا كان الأمر كذلك ، فأين؟ يمكن العثور على الإجابة بمقارنة توزيع المجرات المرصودة بمحاكاة عددية. أصبحت هذه المقارنة أكثر دقة مؤخرًا عندما تم استخدام أكثر من 100000 ملاحظة للمجرة من مسح الانزياح الأحمر للمجرة ذي الدرجة 2. في الإطار أعلاه من محاكاة حاسوبية لكوننا ، تظهر شريحة طولها 300 مليون سنة ضوئية المادة المظلمة باللون الرمادي والمجرات كدوائر ملونة. يشير المربع الأحمر إلى موقع مجموعة غنية من المجرات ، بينما يُظهر المربع الأخضر مقطعًا عرضيًا نموذجيًا لكوننا. تشير التحليلات إلى أن الجاذبية الهائلة للمادة المظلمة المنتشرة تسحب المادة العادية إليها ، بحيث تتجمع المادة الخفيفة والمادة المظلمة معًا.

APOD: 2003 14 أغسطس - خريطة المادة المظلمة
تفسير: الكتلة الكلية داخل العنقود المجري العملاق CL0025 + 1654 ، على بعد حوالي 4.5 مليار سنة ضوئية ، تنتج عدسة جاذبية كونية - تنحني الضوء كما تنبأت نظرية أينشتاين للجاذبية وتشكل صورًا يمكن اكتشافها لمجرات خلفية أبعد. بالطبع ، الكتلة الكلية للعنقود هي مجموع المجرات نفسها ، التي يُنظر إليها على أنها مادة مضيئة عادية ، بالإضافة إلى المادة المظلمة غير المرئية للعنقود والتي تظل طبيعتها مجهولة. ولكن من خلال تحليل توزيع المادة المضيئة وخصائص عدسات الجاذبية بسبب الكتلة الكلية للعنقود ، تمكن الباحثون من حل مشكلة تتبع تخطيط المادة المظلمة. تُظهر خريطتهم الناتجة المادة المظلمة غير المرئية باللون الأزرق ، ومواقع المجرات العنقودية باللون الأصفر. يكشف العمل ، الذي يستند إلى ملاحظات تلسكوب هابل الفضائي المكثفة ، أن المادة المظلمة في العنقود ليست موزعة بالتساوي ، ولكنها تتبع كتل المادة المضيئة عن كثب.

APOD: 2005 سبتمبر 25 - WMAP يقرر الكون
تفسير: يبدو أن تحليلات خريطة جديدة عالية الدقة لضوء الميكروويف المنبعثة بعد 380،000 سنة فقط من الانفجار العظيم تحدد كوننا بدقة أكبر من أي وقت مضى. النتائج التي طال انتظارها والتي تم الإعلان عنها العام الماضي من مسبار ويلكنسون لتباين الميكروويف الذي يدور حوله حل العديد من الخلافات الطويلة الأمد في علم الكونيات المتجذرة في بيانات أقل دقة. على وجه التحديد ، تشير التحليلات الحالية لصورة السماء الكاملة فوق WMAP إلى أن عمر الكون يبلغ 13.7 مليار سنة (بدقة تصل إلى 1 بالمائة) ، ويتكون من 73 بالمائة من الطاقة المظلمة ، و 23 بالمائة من المادة المظلمة الباردة ، و 4 بالمائة فقط من الذرات ، يتمدد حاليًا عند بمعدل 71 كم / ثانية / Mpc (دقيقة إلى 5 بالمائة) ، خضع لنوبات من التوسع السريع تسمى التضخم ، وسوف تتوسع إلى الأبد.


المادة المظلمة مرتبطة بنظامنا الشمسي

قد يتم التقاط المادة المظلمة داخل نظامنا الشمسي ، وترتبط بالأرض أو بالشمس. إذا كان الأمر كذلك ، فقد نكون أقرب إلى اكتشاف المادة المظلمة مما كنا نعتقد في السابق.

يشارك

انسخ الرابط

تشكل المادة المظلمة غالبية الكتلة الكلية لمجرتنا درب التبانة ، أكثر بـ 10 أضعاف من كل المادة المضيئة (النجوم والغاز) التي نراها في سماء الليل. تشير الملاحظة غير المباشرة إلى وجود المادة المظلمة هنا ، هنا، في موقع الأرض. يمر من خلال أجسادنا في كل ثانية وهو حرفيا تحت أنوفنا. ومع ذلك ، فقد أفلتت هذه المادة الغامضة حتى الآن من اكتشافها بواسطة أكثر الأدوات حساسية في العالم.

لماذا يصعب العثور على المادة المظلمة؟ لثلاثة أسباب على الأقل. أولاً ، نعلم أن أي تفاعلات لها مع مادة "عادية" يجب أن تكون ضعيفة للغاية ، وبالتالي فإن أي بحث تجريبي يجب أن يكون أكثر حساسية للإشارات الضعيفة. ثانيًا ، هناك العديد من النماذج للجسيمات المكونة التي تشكل المادة المظلمة التي لا نعرفها ببساطة ، ومع ذلك ، ما هي كتلتها ، والتفاعلات (الضعيفة) التي قد تكون لديها ، أو ما قد يكون تاريخها الكوني. وبالتالي نحن بحاجة إلى تجارب مختلفة لاستكشاف مجموعات مختلفة من النماذج.

يركز بحثنا على مرشح مثير للاهتمام يسمى أ الاسترخاء، الذي يتفاعل مع المادة العادية بطريقة تشبه إلى حد بعيد بوزون هيغز. بينما يعطي بوزون هيغز كتلة ثابتة للإلكترون ، فإن مجال الاسترخاء في مجرتنا سيتأرجح ويحدث تقلبات في كتلة الإلكترون. وهذا بدوره يعدل مدارات الإلكترون ويمكن البحث عنه في تجارب سطح الطاولة التي تقيس ، على سبيل المثال ، مستويات الطاقة في التحولات الذرية. هذه إشارة فريدة ومذهلة. لكن من الصعب التحقيق. المدى الحالي للتجارب مثير للإعجاب حقًا اعتمادًا على كتلة الاسترخاء ، تسمح الحساسية الحالية بالبحث عن التذبذبات على مستوى 1 جزء في 10 19 (!). ومع ذلك ، لأن الاسترخاء وبالتالي إذا اقترن ضعيفًا ، لم تكن هذه التجارب قادرة على فحص نموذج المادة المظلمة المظلمة.

قد تؤدي المادة المظلمة المظلمة إلى حدوث تذبذبات في مجال هيغز ، مما يؤدي إلى حدوث تذبذبات في كتلة الإلكترونات ، مما يؤدي بدوره إلى تعديل المدارات الذرية.

. أو ربما لديهم؟ يقودني هذا إلى السبب الثالث الذي يجعل من الصعب جدًا العثور على المادة المظلمة. كما ترون ، الفكرة المعتادة للمادة المظلمة في المجرة هي أنها موجودة في هالة كروية كبيرة ، كثيفة في المركز وأقل في الخارج. في هذا النموذج ، في موقعنا في المجرة (حوالي 26,000 سنوات ضوئية من مركز المجرة) الكثافة 10 -21 كجم / م 3 فقط ، أقل من 0.000000000000000000001 من كثافة الماء. لذا ، بينما توجد المادة المظلمة هنا بالفعل ، هنا ، وفقًا للافتراض المعتاد ، فهي مخففة للغاية. لا عجب أن الإشارات ضعيفة جدًا!

الصورة القياسية لهالة المادة المظلمة المجرية واسعة النطاق (حجم وموقع النظام الشمسي لا يتناسب مع الحجم).

في عملنا طرحنا السؤال: ماذا لو كان هذا الافتراض غير صحيح؟ ماذا لو بالإضافة إلى الهالة واسعة النطاق ، يمكن التقاط المادة المظلمة الهادئة داخل نظامنا الشمسي ، مرتبطة بإمكانية الجاذبية الكبيرة للأرض أو الشمس؟ هذه الكتل المربوطة ، والتي نسميها هالات الاسترخاء، سيكون لها بنية ذرات الجاذبية ، حيث تعمل الأرض أو الشمس كنواة. تمامًا مثل الذرات العادية ، يعتمد نصف قطر "المدار" بشكل عكسي على كتلة الاسترخاء ، لذلك يمكن البحث عن هالة الاسترخاء الأرضية وهالة الاسترخاء الشمسية بشكل مستقل. السيناريو مقيد بملاحظات حركة الكواكب والقمر والأقمار الصناعية في مدار أرضي منخفض ، ولكن دون انتهاك أي قيود ، من الممكن أن تكون كثافة كبيرة من المادة المظلمة مرتبطة بمثل هذه الأجسام ، بقدر 10 10 مرات أعلى كثافة من السيناريو القياسي.

سيناريوهان محتملان لهالات الاسترخاء: تلك المرتبطة بالشمس (يسار) والأرض (يمين).

إذا كانت هالة الاسترخاء الأرضية أكبر من نصف قطر الأرض ، أو إذا كانت الهالة الشمسية للاسترخاء أكبر من وحدة فلكية واحدة (AU) ، فستجد التجارب الأرضية نفسها داخل هالة الاسترخاء. ستشهد الإشارة التجريبية بعد ذلك تعزيزًا كبيرًا نسبيًا للافتراض المعتاد للمادة المظلمة الخلفية المخففة. هذا السيناريو ، إذا تم تحقيقه في نظامنا الشمسي ، يعني ضمناً أن تجارب الفيزياء الذرية الحالية والمستقبلية ستكتشف قريبًا إما المادة المظلمة المريحة ، أو تستبعدها عبر مجموعة واسعة من المعلمات.

قد لا يكون هذا السيناريو جامحًا كما يبدو للوهلة الأولى. نحن نبحث في آليات تكوين هالات الاسترخاء ، سواء في سياق استرخاء الجاذبية العادي (المعروف بإنتاج كتل الاسترخاء الحرة العائمة المعروفة باسم نجوم البوزون) وأيضًا من خلال آليات التبديد الجديدة. أيضًا ، من المهم أيضًا أن مثل هذه الهالات يمكن أن توجد لمواد مظلمة أخرى مماثلة ، مثل الأكسيونات والجسيمات الشبيهة بالأكسونات ، مما يؤدي إلى تعديل حساسية العديد من عمليات البحث التجريبية الأخرى. إذا كنا نعيش بالفعل داخل هالة استرخاء ، فقد نكون أقرب إلى اكتشاف المادة المظلمة مما كنا نظن!


كتلة بالقصور الذاتي للمادة المظلمة - علم الفلك

تركيب DAMIC100 في SNOLAB

CCD معبأ يتم إدخاله في الصندوق النحاسي. يوجد فوق الصندوق أسطوانة من الرصاص تحمي أجهزة CCD من الخلفيات المشعة. يتكون DAMIC100 من 18 قرصًا متقاطعًا بكتلة إجمالية تبلغ 100 جرام.
انقر على الصورة للتكبير

موقع إلكتروني
تستخدم تجربة DAMIC (المادة المظلمة في CCDs) تقنية جديدة للبحث عن الجسيمات المراوغة التي نعتقد أنها تشكل معظم المادة في الكون - المادة المظلمة.

تستخدم DAMIC أجهزة مقترنة مشحونة - أجهزة CCD التي تم استخدامها لسنوات عديدة في الكاميرات الرقمية ، ولكنها ليست متوسط ​​أجهزة CCD. إنها ذات التقنية العالية المستخدمة أيضًا في كاميرا الطاقة المظلمة ، والتي قام Fermilab بتثبيتها على تلسكوب Blanco في تشيلي. تم تطوير وتصنيع أجهزة الكشف في مختبر بيركلي وتم اختبارها وتركيبها في الكاميرا في فيرميلاب. تتميز بسمك غير عادي (250 ميكرون بدلاً من 30 ميكرون) ولها مستويات ضوضاء داخلية منخفضة ، مما يجعلها مثالية لأوقات التعرض الطويلة اللازمة للبحث عن التفاعلات النادرة المتوقعة لجزيئات المادة المظلمة.


كتلة بالقصور الذاتي للمادة المظلمة - علم الفلك

أول دليل على وجود المادة المظلمة هو دراسة منحنى دوران مجرتنا درب التبانة. تنص قوانين أو دوران كبلر (التي تنطبق جيدًا على مدارات الكواكب حول شمسنا) على أن النجوم في الذراع الحلزونية الخارجية يجب أن تدور أبطأ بكثير من النجوم باتجاه مركز المجرة ، لكنها لا:

دليل آخر على أن المادة المظلمة ظاهرة حقيقية:

  • تحتوي هالة المجرة على كتلة أكبر مما يمكن رؤيته بالعين المجردة - تحددها تأثيرات الجاذبية على المجرة المضيفة
  • بقي غاز الأشعة السينية الساخن الموجود في التجمعات بسبب قوى الجاذبية غير المرئية
  • تأثيرات التشويه للكوازارات البعيدة - عدسة الجاذبية
  • يُظهر الضوء من المجرات البعيدة خطوط امتصاص الهيدروجين من مادة غير مرئية
  • تشير حركات عناقيد المجرات نفسها إلى بعض تأثير الجاذبية القوي من مصادر غير مرئية

لقد كتبت ورقة مشروع عن Dark Matter موجودة في قسم الموضوعات المتقدمة والتي تدخل في التفاصيل حول تحديد المصادر المحتملة للمادة المظلمة. في الأساس النظريتان المتنافستان هما:

الثقوب السوداء والأقزام البنية والأقزام البيضاء وغيرها من الأجسام الضخمة لا تساوي سوى نسبة صغيرة من المادة غير المرئية. يُعتقد أن المادة المظلمة الساخنة قريبة من الكتلة الصفرية تتحرك بالقرب من سرعة الضوء. هذا يمكن أن يكون نسبيًا متحركًا للنيوترينوات الضخمة. تتكون المادة المظلمة الباردة من جسيمات أكثر ضخامة تتحرك أبطأ من سرعة الضوء.

أحد التأثيرات المثيرة للاهتمام للمادة المظلمة المحيطة بالمجرة هو أن الأجسام الموجودة خلف المجرة في خط رؤية المراقب ستشهد ما يسمى بعدسة الجاذبية. لا تكفي كتلة المجرة نفسها للتأثير على الضوء من الجسم البعيد ، لكن المادة المظلمة يمكنها ذلك.

(رصيد الصورة: Brooks / Cole Thomson Learning)

يظهر تأثير العدسة الدراماتيكي مع مجموعة المجرات القريبة - Abell 2218:

تعد عمليات المحاكاة الحاسوبية مهمة جدًا في تحديد دور المادة المظلمة وتشكيل بنية الكون. كما ناقشنا سابقًا ، توجد المجرات في عناقيد والعناقيد هي أعضاء في عناقيد عملاقة. يتم تجميع كل هذا معًا بواسطة Dark Matter.

تحاول المشكلة التي يواجهها علماء الفلك الآن تحديد ما إذا كانت المادة المظلمة باردة أو ساخنة أو كليهما. هناك نوعان من النظريات الرئيسية حول بنية كوننا ، وتعتمد كل منهما على المادة المظلمة الساخنة أو الباردة.

  • النموذج من أعلى لأسفل - الكون المسيطر على المادة المظلمة الساخنة يتفكك ليشكل عناقيد من المجرات
  • نموذج من أسفل إلى أعلى - يبدأ الكون الذي تسيطر عليه المادة المظلمة الباردة بتكتلات صغيرة تلتحم في مجموعات أكبر من المجرات

لا يزال يتم جمع البيانات والمناقشات محتدمة للغاية في بعض الأحيان.


مرشحو المادة المظلمة من فيزياء الجسيمات وطرق الكشف

تعد هوية المادة المظلمة مسألة ذات أهمية مركزية في كل من الفيزياء الفلكية وفيزياء الجسيمات. في الماضي ، كانت الجسيمات المرشحة الرئيسية باردة وعديمة الاصطدام ، وتوقعت عادةً إشارات الطاقة المفقودة في مصادمات الجسيمات. ومع ذلك ، فقد أدى التقدم الأخير إلى توسيع نطاق قائمة المرشحين ذوي الدوافع الجيدة والتوقيعات المحتملة للمادة المظلمة. تبدأ هذه المراجعة بملخص موجز للنموذج القياسي لفيزياء الجسيمات ومشكلاتها البارزة. بعد ذلك ، أناقش العديد من المواد المظلمة المرشحة بدافع من هذه المشاكل ، بما في ذلك الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل (WIMPs) ، superWIMPs ، والجرافيتينوس الخفيف ، والمادة المظلمة المخفية ، والنيوترينوات المعقمة ، والأكسيونات. لكل منها ، قمت بفحص دوافع فيزياء الجسيمات بشكل نقدي وعرض آليات الإنتاج المتوقعة ، والخصائص الأساسية ، والآثار المترتبة على الاكتشاف المباشر وغير المباشر ، ومصادمات الجسيمات ، والملاحظات الفيزيائية الفلكية. ستكتشف التجارب القادمة أو تستبعد العديد من هؤلاء المرشحين ، وقد يفتح التقدم حقبة من التآزر غير المسبوق بين دراسات أكبر وأصغر مقاييس الطول التي يمكن ملاحظتها.


المادة المظلمة

في علم الفلك وعلم الكونيات ، تعتبر المادة المظلمة نوعًا من المادة يُفترض أنها مسؤولة عن جزء كبير من الكتلة الكلية في الكون. لا يمكن رؤية المادة المظلمة مباشرة باستخدام التلسكوبات من الواضح أنها لا تبعث ولا تمتص الضوء أو أي إشعاع كهرومغناطيسي آخر على أي مستوى مهم. بدلاً من ذلك ، يتم الاستدلال على وجودها وخصائصها من آثار الجاذبية على المادة المرئية والإشعاع والبنية واسعة النطاق للكون. وفقًا لفريق مهمة بلانك ، واستنادًا إلى النموذج القياسي لعلم الكونيات ، تحتوي الكتلة الكلية والطاقة ndashenergy للكون على 4.9٪ مادة عادية و 26.8٪ مادة مظلمة و 68.3٪ طاقة مظلمة. وبالتالي ، يُقدَّر أن المادة المظلمة تشكل 84.5٪ من إجمالي المادة في الكون.

لفت انتباه علماء الفيزياء الفلكية المادة المظلمة بسبب التناقضات بين كتلة الأجسام الفلكية الكبيرة المحددة من تأثيرات جاذبيتها ، والكتلة المحسوبة من المادة & quot مضيئة & quot ؛ التي تحتوي عليها: النجوم والغاز والغبار. تم افتراضه لأول مرة من قبل جان أورت في عام 1932 لحساب السرعات المدارية للنجوم في مجرة ​​درب التبانة ، وفريتز زويكي في عام 1933 لتفسير الأدلة على & اقتباس الكتلة & quot في السرعات المدارية للمجرات في عناقيد. في وقت لاحق ، أشارت العديد من الملاحظات الأخرى إلى وجود المادة المظلمة في الكون ، بما في ذلك سرعات دوران المجرات بواسطة فيرا روبين ، [6] في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، وتأثير العدسة التثاقلية للأجسام الخلفية بواسطة مجموعات المجرات مثل Bullet Cluster توزيع درجات الحرارة للغاز الساخن في المجرات وعناقيد المجرات ، ومؤخرًا نمط تباين الخواص في الخلفية الكونية الميكروية. وفقًا لإجماع علماء الكونيات ، تتكون المادة المظلمة أساسًا من نوع لم يتم تمييزه بعد من الجسيمات دون الذرية. يعد البحث عن هذا الجسيم ، بوسائل متنوعة ، أحد الجهود الرئيسية في فيزياء الجسيمات اليوم.

على الرغم من أن وجود المادة المظلمة مقبول بشكل عام من قبل المجتمع العلمي السائد ، لا يوجد اكتشاف مباشر متفق عليه بشكل عام. نظريات أخرى بما في ذلك MOND و TeVeS ، هي بعض النظريات البديلة للجاذبية المقترحة لمحاولة تفسير الحالات الشاذة التي تهدف المادة المظلمة إلى تفسيرها.

في 3 أبريل 2013 ، أفاد علماء ناسا أنه ربما تم اكتشاف تلميحات للمادة المظلمة بواسطة مطياف ألفا المغناطيسي في محطة الفضاء الدولية. وفقًا للعلماء ، تؤكد النتائج الأولى لمطياف ألفا المغناطيسي المحمول في الفضاء وجود فائض غير مبرر من البوزيترونات عالية الطاقة في الأشعة الكونية المرتبطة بالأرض.


كتلة بالقصور الذاتي للمادة المظلمة - علم الفلك

النقاط الرئيسية: أدلة على أفكار المادة المظلمة لما تمثله ، دليل على الطاقة المظلمة

إذا اتبعت الكتلة & quot الطبيعية & quot المادة - النجوم والغاز - فإن سرعة الدوران ستنخفض مثل خط & quotKeplerian motion & quot ، مثل خط الكواكب. ثم ستكون سرعاتهم كما استنتجناها عندما كنا نناقش قوانين كبلر. تفترض هذه العلاقة أساسًا أن كل الكتلة موجودة في الجسم المركزي (الشمس لنظام الكواكب). بدلاً من ذلك ، يكون منحنى الدوران مسطحًا تقريبًا مع زيادة نصف القطر. من الواضح أن هناك كميات هائلة من المادة غير المرئية & quotdark & ​​quot في الأجزاء الخارجية من المجرة والتي تضيف مجال جاذبية أبعد من ذلك من المركز ، مما يتسبب في دوران النجوم والغازات بشكل أسرع. (أرقام من المنظور الكوني الأساسي ، بقلم بينيت وآخرون)
مثل مجرة ​​درب التبانة ، تمتلك جميع المجرات تقريبًا منحنيات دوران مسطحة إلى ما هو أبعد من حيث يوجد بها العديد من النجوم ، مما يشير إلى أنها كلها محاطة بهالات كبيرة من المادة المظلمة. (من المنظور الكوني الأساسي ، بقلم بينيت وآخرون)

عندما نحسب الكتلة في النجوم في المجرة بعناية ، يتبين أنها أقل بكثير من الكتلة التي نقيسها من خلال قوانين نيوتن! بالإضافة إلى ذلك ، يبدو أن هناك كتلة لا يمكننا رؤيتها خارج المنطقة التي تحتلها النجوم. قد يكون ما يقرب من 90٪ من المجرات في شكل من أشكال الكتلة غير المرئية.

ليس لدينا فكرة جيدة عن معظم المجرات !! هل هناك بعض الجسيمات الأساسية في الفيزياء التي لا نعرف عنها شيئًا عن الكتلة غير المرئية؟ من الواضح أن هذه المادة المظلمة التي نعرفها لعبت دورًا مركزيًا في تشكيل الكون ، لكن كل ما نعرفه عن الأمثلة المحلية هو من منحنيات دوران المجرات. يوجد رابط جيد لمزيد من المعلومات في http://www.eclipse.net/

وهكذا ، فإن قياسات المسافة باستخدام المستعرات الأعظمية من النوع الأول تشير إلى أن تمدد الكون يزداد سرعة.

بريان شميدت في حفل جائزة نوبل

إنه أمر مذل ، وربما حتى مهين ، أننا لا نعرف شيئًا تقريبًا عن 96٪ مما هو موجود & quot؛ & quot؛ هناك & quot !!

اختبر فهمك قبل الاستمرار

في القرن الثامن عشر ، اقترح توماس رايت أن الكون كان مليئًا بتجمعات من النجوم مثل درب التبانة ، من عند


شاهد الفيديو: الطرق المذهلة للبحث عن المادة المظلمة (قد 2022).