Темная материя

Невидимая субстанция, составляющая около 27% всей массы-энергии Вселенной. Она не излучает, не поглощает и не отражает свет, но ее гравитационное влияние определяет структуру космоса.

Что такое темная материя?

Темная материя — это гипотетическая форма материи, которая не взаимодействует с электромагнитным излучением, то есть не испускает, не поглощает и не отражает свет. Ее существование было постулировано для объяснения астрономических наблюдений, которые нельзя было объяснить только видимым веществом.

Первые свидетельства существования темной материи появились в 1930-х годах, когда астроном Фриц Цвикки изучал скорости галактик в скоплении Кома. Он обнаружил, что видимой массы галактик недостаточно, чтобы удержать скопление гравитационно.

Сегодня ученые считают, что темная материя составляет примерно 27% всей массы-энергии Вселенной, в то время как обычная (барионная) материя — всего около 5%. Остальные 68% приходятся на еще более загадочную темную энергию.

Доказательства существования

Кривые вращения галактик

Скорость вращения звезд вокруг центра галактики не уменьшается с расстоянием, как предсказывает теория, что указывает на наличие невидимой массы. В 1970-х годах Вера Рубин подтвердила это явление.

Гравитационное линзирование

Скопления галактик искривляют свет от далеких объектов сильнее, чем можно объяснить видимой массой. Это прямое доказательство темной материи.

Космический микроволновый фон

Флуктуации в реликтовом излучении соответствуют модели Вселенной, где темная материя играет ключевую роль.

Крупномасштабная структура

Распределение галактик в космосе формировалось под влиянием темной материи, служившей "каркасом" для образования структур.

Состав Вселенной

  • Темная энергия (68%)

    Загадочная форма энергии, вызывающая ускоренное расширение Вселенной.

  • Темная материя (27%)

    Невидимая субстанция, взаимодействующая только гравитационно.

  • Обычная материя (5%)

    Вся видимая материя: звезды, планеты, газ, пыль.

Эксперименты по поиску темной материи

Прямое обнаружение

Подземные лаборатории

Детекторы (XENON, LUX, PandaX) ищут редкие столкновения вимпов с атомами в жидком ксеноне или аргоне.

Косвенные методы

Космические обсерватории

Поиск продуктов аннигиляции темной материи (гамма-лучи, нейтрино) телескопами Fermi, IceCube, AMS-02.

Коллайдерные эксперименты

Большой адронный коллайдер (ЦЕРН)

Попытки создать частицы темной материи в столкновениях протонов (эксперименты ATLAS, CMS).

Часто задаваемые вопросы

Из чего состоит темная материя?
Основные кандидаты — вимпы, аксионы, стерильные нейтрино.
Можно ли увидеть темную материю?
Нет, она не взаимодействует со светом, видно только её гравитационное влияние.
Чем она отличается от черных дыр?
Черные дыры — компактные объекты из обычной материи, а темная материя распределена по Вселенной.