Тёмная материя и энергия во Вселенной Подготовила учащаяся 11 «А» класса Наркевич Маргарита
Все тела во вселенной притягиваются друг к другу с силой тем большей чем больше массы объектов и тем меньшей чем большее расстояние между ними , где G – гравитационная постоянная, - расстояние между телами, - масса одного тела, - масса другого тела
Одним из основных объектов во вселенной являются звёзды, скопление которых формируют галактики. Массы звёзд очень велики, а средняя масса галактики колеблется в пределах кг.
Согласно закону всемирного тяготения галактики должны притягиваться друг к другу, но этого не происходит. Наблюдение в телескоп Хабла за галактиками показывает, что они удаляются друг от друга, из этого можно сделать вывод о расширении вселенной. Из этого получаем парадокс.
Суть парадокса в том, что согласно закону всемирного (!) тяготения галактики, как очень тяжёлые объекты вселенной должны притягиваться друг к другу, но этого не происходит. Вопрос: почему ? Ответ : есть какая-то сила или материя которая способствует расширению.
Как известно Вселенная состоит из элементарных частиц – лептоны, кварки и античастицы. Они та с оставляющая Вселенной, которую на данный момент открыл человек в пределах земли, но к осмологические свидетельствуют и о существовании новых не изученных частиц.
Как говорилось ранее Вселенная расширяетс я. Сам факт расширения Вселенной, вместе с теорией гравитации — общей теорией относительности — свидетельствует о том, что в прошлом Вселенная была чрезвычайно плотной и чрезвычайно быстро расширялась.
Если говорить коротко об эволюции Вселенной, то можно выделить два этапа. На первом этапе эволюции Вселенная совершала переход от плазмы к газу. Потом постепенно вещество во Вселенной стало уплотняться и появились зоны неоднородности, которые позднее станут галактиками и т.д, также в это же время появляется тёмная материя.
Как говорилось в начале вселенная состоит из элементарных частиц. Но они составляют всего лишь примерно 5% от всего вещества во Вселенной. Таким образом остальные 90-95% «неизвестно что», а это в свою очередь и есть тёмная материя и энергия, где материя составляет 25%.
Если рассматривать тёмную материю, как и обычное вещество то она также может собираться в сгустки и участвует в гравитационном взаимодействии. Скорее всего, она состоит из новых, не открытых еще в земных условиях частиц. Помимо космологических данных, в пользу существования темной материи служат измерения гравитационного поля в скоплениях галактик и в галактиках, например гравитационное линзирование.
Это такие частицы, которые не должны распадаться на более мелкие частицы, иначе они бы распались ещё тогда, когда образовывалась Вселенная. То есть в природе действует новый, пока ещё не открытый закон, запрещающий им распадаться. Так же эти частицы слабо или вовсе не взаимодействуют с нашим веществом, иначе в земных условиях уже бы доказали существование этих частиц.
На данном этапе изучения тёмной материи существует множество теорий относительно того откуда же именно она взялась и что представляет из себя. Одна из них говорит о том, что частицы темной материи в 100–1000 раз тяжелее протона, и что их взаимодействие с обычным веществом по интенсивности сравнимо с взаимодействием нейтрино. Именно в рамках этой гипотезы современная плотность темной материи находит простое объяснение: частицы темной материи интенсивно рождались и аннигилировали в очень ранней Вселенной при сверхвысоких температурах (порядка 10 15 градусов), и часть их дожила до наших дней.
В заключении хотелось бы сказать, что впечатляющие успехи физики частиц и космологии поставили неожиданные и фундаментальные вопросы. Мы сегодня не знаем, что представляет собой основная часть материи во Вселенной. Мы можем только догадываться, какие явления происходят на сверхмалых расстояниях, и какие процессы происходили во Вселенной на самых ранних этапах её эволюции. Но мы обязательно найдём ответы на все вопросы.
Спасибо за внимание!
Slide-Share