Как увидеть темную материю
Борис Штерн
«Троицкий вариант» №17(186), 25 августа 2015 года
В последнее время довольно часто раздается разного рода брюзжание по поводу темной материи — дескать, никто ее не видел, а изобрели только для того, чтобы прикрыть несостоятельность космологии. Ссылки на то, что темная материя блестяще объясняет совершенно разные эффекты, а ее количество измерено с точностью до процентов, не помогают. Для тех, кто все-таки сомневается в существовании темной материи, — картинка, где она видна глазами.
Это снимок «Хаббла» с наложенной картой рентгеновского телескопа «Чандра» (она показывает горячий космический газ) — розовый цвет, и с картой распределения массы, вычисленной по гравитационному линзированию далеких галактик, — синий цвет. Изображены два скопления галактик, пролетевшие друг через друга. Где находится основная масса обычного вещества скопления? Не в звездах, а в газе (по крайней мере, в пять раз большая доля). Газ горячий, поэтому он виден в рентгене. Что произошло? При прохождении скоплений друг через друга газ двух скоплений неупруго провзаимодействовал, собрался в облако посередине и отстал от своих галактик. Повторю, это бо́льшая часть обычного вещества скоплений. А меньшая часть обычного вещества — звезды галактик свободно пролетели друг мимо друга и продолжили свой путь. Но это лишь пятая часть массы. А где оказалась основная часть, показанная синим? Не там, где газ, а там, где звезды; то есть основная масса, во много раз превышающая массу газа и в десятки раз массу звезд, повела себя как звезда — ее облака свободно пролетели друг через друга и продолжили свой путь. Так может вести себя только та материя, которая не взаимодействует с обычной материей и сама с собой, то есть — темная. Из чего состоит темная материя — отдельный вопрос. Это могут быть неизвестные тяжелые слабо взаимодействующие частицы, новые сорта нейтрино, даже небольшие первичные черные дыры, хотя это плохо согласуется с теорией инфляции.
Если бы темной материи не было, то синий цвет (распределение массы) на этом снимке совпадал бы с розовым (распределение газа).
-
Я как раз сомневающийся дилетант в состоятельности современной космологии. Я был бы очень признателен, если бы кто-нибудь развеял эти сомнения.
Во-первых, количество темной материи никто напрямую не измерял. Измерению поддаются некоторые эффекты, которые, в одной из гипотез, могут быть объяснены наличием темной материи в виде частиц.
Вопросы, которые лежат “на поверхности”
Галактики в скоплениях, которые прошли сквозь друг друга, должны быть гравитационно связаны между собой. Иначе бы галактики в скоплениях не двигались синхронно. При этом, вполне возможно, что у каждого из скоплений есть центр тяжести, вокруг которого галактики вращаются. Т.е структура распределения масс в этих скопления может быть симметричной относительно центра и образовывать правильную линзу, в результате которого и наблюдается эффект линзирования. С другой стороны, сталкивающиеся облака газа, в условиях вращения скоплений будут образовывать турбулентную структуру, которая линзировать нечего не может. Например, линза в виде большого скопления прозрачных булыжников создаст хаотичное переломленные лучей света, которое невозможно отличить от естественного хаоса. Поэтому линзирование рядом с облаком и не наблюдается. При этом ореол сталкивающегося (и не сталкивающегося) газа может простираться на очень большую область за пределами светящейся области, поэтом резких границ у облака может и не быть, что также снижает эффект линзы.
С альтернативной точки зрения, такую картинку можно объяснить, например, проявлением гравимагнитной составляющей гравитационного поля, поскольку сталкиваются вращающиеся скопления. Вполне возможно, что на больших расстояниях и массах существуют тонкие поправки в расчетах гравитационного поля движущихся тел, которые объясняют проявления темной материи.
.jpg)
