Горячая темная материя - Hot dark matter

Горячая темная материя (HDM) является теоретической формой темная материя который состоит из частиц, которые движутся с ультрарелятивистский скорости.

Темная материя это форма материи, которая не излучает и не поглощает свет. В рамках физики такое поведение характеризуется тем, что темная материя не взаимодействует с электромагнитное излучение, следовательно, делая это тьма и сделать его необнаружимым с помощью обычных инструментов физики.[1] Данные из кривые вращения галактики указывают на то, что примерно 80% массы галактики невозможно увидеть, что вынуждает исследователей изобретать способы, которые косвенно обнаружить его через влияние темной материи на гравитационные колебания.[2] Как мы увидим ниже, темную материю полезно разделить на «горячую» (HDM) и «горячую».холодный "(CDM) типы - некоторые даже предлагают золотую середину "теплая" темная материя (WDM). Терминология относится к массе частиц темной материи (которая определяет скорость, с которой они движутся): HDM движется быстрее, чем CDM, потому что частицы HDM, согласно теории, имеют меньшую массу.[3]

Роль в формировании галактики

Представление художника о темной материи, окружающей Млечный Путь. Предоставлено: ESO / L. Calçada

С точки зрения его применения, распределение горячей темной материи также может помочь объяснить, как кластеры и сверхскопления из галактики сформированный после Большой взрыв. Теоретики утверждают, что существует два класса темной материи: 1) те, которые «собираются вокруг отдельных членов скопления видимых галактик» и 2) те, которые охватывают «скопления в целом». Поскольку холодная темная материя имеет более низкую скорость, она может быть источником «меньших глыб размером с галактику», как показано на изображении.[4] Таким образом, горячая темная материя должна соответствовать образованию более крупных массовых агрегатов, которые окружают целые скопления галактик. Однако данные из космический микроволновый фон излучения, как измерено COBE спутник очень однороден, и такие высокоскоростные частицы горячей темной материи не могут образовывать сгустки размером с галактики, начиная с такого гладкого начального состояния, что подчеркивает несоответствие между теорией темной материи и фактическими данными. Теоретически для объяснения относительно небольших структур в наблюдаемая Вселенная, необходимо вызвать холодную темную материю или WDM. Другими словами, горячая темная материя, являющаяся единственной субстанцией для объяснения образования космических галактик, больше не является жизнеспособной, что помещает горячую темную материю под более широкий смешанная темная материя (МДМ) теория.

Нейтрино

Примером горячей частицы темной материи является нейтрино.[5] Нейтрино имеют очень малую массу и не участвуют в двух из четырех фундаментальных сил, а именно: электромагнитное взаимодействие и сильное взаимодействие. Они взаимодействуют слабое взаимодействие, и сила тяжести, но из-за слабой силы этих сил их трудно обнаружить. Ряд проектов, таких как Супер-Камиоканде нейтринная обсерватория, в Гифу, Япония в настоящее время изучают эти нейтрино.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Макгоу, Стейси (2007). «Видение сквозь темную материю». Наука. 317 (5838): 607–608. Дои:10.1126 / science.1144534. JSTOR  20037494. PMID  17673645.
  2. ^ Дрейк, Надя (2012). «Темная материя, где ты?». Новости науки. 181 (10): 5–6. JSTOR  41697649.
  3. ^ Мэтт Уильямс (31 августа 2016 г.). "Темная материя - горячая или нет?". Получено 2 июня, 2017.
  4. ^ Коуэн, Р. (1996). «Прослеживание архитектуры темной материи». Новости науки. 149 (6): 87. Bibcode:1996SciN..149 ... 87C. Дои:10.2307/3979991. JSTOR  3979991.
  5. ^ Ханнестад, Стин; Мириззи, Алессандро; Раффельт, Георг Г .; Вонг, Ивонн Я. (2010-08-02). «Нейтрино и аксионная горячая темная материя ограничиваются после WMAP-7». Журнал космологии и физики астрономических частиц. 2010 (8): 001. arXiv:1004.0695. Bibcode:2010JCAP ... 08..001H. Дои:10.1088/1475-7516/2010/08/001. ISSN  1475-7516.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка