1. тъмната материя във вселената надя Кискинова наоп стара Загора

Купът в Косите на Вероника или както още го наричат Комата /Coma/. До него ни делят 69 Мпс. Въпреки значително по-голямото разстояние до Комата, отколкото до купа в Дева, на небето тя заема повече от 12º площ или 500 видими диска на Слънцето или Луната. В геометричния център на този куп има 2 големи ярки елиптични галактики, а на разстояние 1,5º от тях броят на галактиките е над 2000. Пространствените размери вероятно възлизат на 20 Мпс.

Някъде към 70-те години на ХХ век се считало, че всичко що се касае до структурата на нашата Галактика-Млечния път вече е изяснено. Резултатите от изследванията на пространствените движения на звездите и Слънцето; данните за другите галактики водели до извода, че видимият диск на Галактиката се простира до 15 Кпс от центъра й или диаметърът на диска възлиза на 30 Кпс или 100 000 св.г.

Първото съмнение, че всичко по този въпрос е ясно било изследването на неутралния водород в съседната галактика М 31 в Андромеда. Странно, но бил открит газ на голямо разстояние от центъра й, при това скоростта му на движение оставала постоянна. Дифузното вещество имало поведението на въртене на твърдо тяло. Това можело да означава само едно – че нещо извън него го притиска и не му позволява да изтече, да се разсее извън галактиката. Но това е нещо, което не излъчва. Така възниква идеята за наличието на скрита маса или тъмно вещество в галактиките и Вселената.

И още...
7.

през 1975 г. Вера Рубин прави изненадващо откритие

Цели 40 години след Цвики нямало кой друг да повдигне въпроса за липсващата маса

и едва през 1960 г. младият тогава астроном Вера Рубин от Института Карнеги във Вашингтон започнала да публикува статии по проблема.
Оказало се, че повечето звезди в спиралните галактики обикалят около центъра с почти еднакви скорости, което показва тяхното равномерно разпределение дори далеч от центъра, където е съсредоточена масата на галактиката. Следователно, повече от 50% от масата на галактиката се съдържа в относително по-тъмното хало.
8.

Схематична крива на въртене. Линията с точките показва очакваната крива, която би се наблюдавала ако масата на Галактиката е съставена от видимите звезди и газ. Линията с кръстчетата показва наблюдаемата крива, която сочи, че Галактиката съдържа тъмна материя

За първи път Ковалски през 1859 г. дава математическа разработка на идеята за въртенето на Галактиката като цяло, а първият опит да се определи това въртене чрез анализ на наблюденията на лъчевата скорост на звездите прави Струве през 1887 г. Той приема, че Галактиката се върти като твърдо тяло и получените от него стойности не се различават много от сегашните.

Такъв характер на въртене на огромната система от звезди в нашия Млечен път е неочакван и говори, че масите на обектите са разпределени почти еднакво в целия обем на Галактиката. Това противоречи с оценките на масата в центъра с масата на наблюдаемите обекти по периферията. Причината би могла да бъде наличие на невидимо вещество или нещо, притежаващо огромна маса, която е извън видимата структура на Галактиката. Тази тъмна материя преоблада във външната галактична корона и се простира на поне 3 до 5 пъти повече разстояние от видимите размери на Галактиката!

Като вземат предвид оценките за тъмната материя на Галактиката и нейните действителни размери в този случай, излиза, че повече от 10-тина галактики-джуджета от близкото обкръжение на Млечния път всъщност са част от галактичната структура!

Големият (LMC) и Малък (SMC) Магеланови облаци долу на това изображение са най-големите, но не единствени галактики-джуджета, спътници на нашата Галактика. На разстояние между 160 000 до почти 200 000 св.г. те са в самата периферия на външната корона с огромната маса неизлъчваща материя. Според някои оценки за тъмната материя около Галактиката, тя би могла да се простира до половината разстояние, което ни дели от съседната огромна спирална галактика в Местната система – М 31 в Андромеда.

Можем да си представим видимите структури на галактиките потопени в огромни “мехури” тъмна материя, които почти се допират

И така:

Класически пример за наблюдение на гравитираща маса е Кръста на Айнщайн. В този случай това е обикновена не много ярка спирална галактика в центъра на изображението, чиято гравитация усилва и умножава по 4 светенето на квазар на много по-далечно разстояние зад нея.

Огромните структури като галактичните купове са друг вид гравитационна леща, която усилва светлината на далечната галактика зад купа, но изкривява до неузнаваемост размноженото й изображение.

Космическият телескоп “Хъбъл” и съвременните наземни телескопи надникнаха почти до епохата, когато вселенските първични структури започват да излъчват електромагнитни вълни и стават видими. Върху удивителните изображения на тези уреди има множество галактични зародиши, станали видими именно благодарение и на наличието на природните феномени като гравитационните лещи.

Учените са разкрили по индиректен начин ефектите от тъмната материя. За да стигне до нас, светлината от галактиките трябва да мине през стоящата на пътя им тъмна материя.

Тази материя огъва светлината така сякаш тя минава през леща. Изследването на свръхкупа е показало, че галактиките в него носят белезите на бурна миграция от периферията към плътното му ядро. В процеса на миграцията галактиките са подложени на редица трансформации.

Новото изследване показва, че реалните трансформации стават в периферията на галактичните купове. Там скоростта на галактиките е по-умерена и различните обекти имат време да взаимодействат.

Никой не знае какво се случва, когато се сблъскат два галактични купа като в обекта MACSJ0025.4-1222. Процесът протича на няколко стотин милиона години, а изображенията от неговите последствия са били получени от космическия телескоп „Хъбъл” във видимата светлина и от космическият телескоп „Чандра” в рентгенови лъчи. Разположението на по-далечните галактики и изкривяването на техния вид във видимата светлина са обусловени от това, че наскоро обединилите се купове галактики действат като гравитационна леща.

Така те позволиха на астрономите с мопощта на компютърно моделиране да изяснят какво се е случило с тъмната материя в куповете. Резултатите показват, че грандиозното стълкновение е довело до частично отделяне на тъмната материя в куповете от обичайното вещество, което потвърждава направеното по-рано предположение.

На това изображение тъмната материя е изобразена във виолетово, а изгладеното разпределение на горещото обикновено вещество, излъчващо рентгенови лъчи – в розово. Купът се състои от стотици галактики, а размерът му е около 3 млн. св.г. Той е на разстояние почти 6 млрд. св.г. с червено отместване 0,59 и е в съзвездието Кит.

На снимките, разпространени от НАСА, се вижда тъмен кръг, разположен на около 5 млрд. светлинни години от Земята. Диаметърът на самия кръг пък е около 2.6 млн. светлинни години.

Последните наблюдения на галактическия куп ZwCI0023+24, където се намира рингът, обещават да дадат нова информация за природата на тъмната материя. Макар и той да може да бъде видян физически, присъствието му се засича посредством изкривяването на светлината от галактиките, разположени зад него. "Това е първият случай, при който засичаме тъмна материя със специфична структура", казва Джеймс Джий от университета "Джонс Хопкинс", който е шеф на екипа, направил откритието, публикувано в сп. "Астрофизикъл джърнъл". "Досега не бяхме откривали тъмна материя, толкова ясно отделена от галактиките и горещия газ."
20.

Схема на сблъсъка на двата звездни купа, в резултат на който се е разпиляла тъмната им материя като пръстен около това, което е останало от тях.

Американски изследователи за първи път фиксираха в Космоса особената структура от т.н. тъмна материя. С помощта на космическия телескоп “Хъбъл” на 5 млрд. св. г. от Земята бе открит пръстен от тъмна материя с диаметър 2,6 млн. св. г. около звездния куп CI 0024+17 (ZwC10024+1652). Откриването му станало случайно, когато през август 2006 г. при нанасяне по картата на разпределение на тъмната материя около този куп. Първоначално пръстенът бил приет за грешка в методиката на обработката и представянето на данните. След това се изяснило, че той се е появил в резултат от стълкновението на два звездни купа преди 1-2 млрд години. Според компютърната симулация, тъмната материя след стълкновението е започнала да пада в центъра на купа, а след това се е разпиляла встрани по кръгове, като вода от хвърлен в нея камък.

Астрономите и преди откриваха тъмна материя при гравитационните лещи, но сега за първи път те могат да изучават отделен обект. Те смятат да сравнят поведението на тъмната материя в пръстена с обикновената материя, от която се състои наблюдаемата част на Вселената.

Видимите галактиките в пространствено-времето на Вселената.

И ... мрежата от тъмна материя, която като вселенска паяжина е уловила същите тези галактики

КАРТА НА ТЪМНАТА МАТЕРИЯ

Астрономите определиха разположението на обширните невидими купове тъмна материя в Космоса, във вътрешността на които са внедрени видимите галактики от обикновено вещество. Така на тримерната карта се вижда не само пространството, но и времето. Изображенията показват как се е изменила Вселената от епохата, когато е била 2 пъти по-млада.

Само наличието на много повече невидимо вещество би могло да предотвратява разпада им чрез гравитацията си. Според астрономите, само 1/6 от веществото във Вселената се наблюдава, другата част е невидимо вещество и много повече тъмна енергия. Наличието на тъмно вещество се доказва от гравитационните лещи. По степента на фокусиране на светлината от отдалечените обекти от тези гравитационни лещи, може да се съди за големината и разположението им в пространството. Така изследователите създадоха карта на тъмното вещество. При конструирането на тримерната карта на тъмното вещество бяха използвани изображенията, получени с космическия телескоп “Хъбъл”.

изграждащи веществото, което познаваме в цялото му разнообразие.

Барионите си взаимодействат с мощни

ядрени сили.

27.

и още
барионното тъмно вещество може да са

• 
  тъмни галактики – галактики-джуджета с размери около хиляда пъти по-малки от тези на Млечния път, които поради отдалеченост не могат да се наблюдават;
  

• 
  МАСНО – 20% от тъмната материя може би са масивни компактни хало обекти като планети, астероиди, черни дупки, неутронни звезди, бели или кафяви джуджета.
  

Освен това тъмната материя може да се състои и от

Физиците предполагат съществуването на тези частици, независимо от факта, че тяхното присъствие не е доказано експериментално.

Учените вече разграничават два вида тъмна материя: студена и топла.

• 
  гореща небарионна тъмна материя
  

• 
  WIMPs – Weaky Interacting Massive Particles слабо взаимодействащи масивни частици
  

32.
33.

• 
  фомино – партньор на фотона, но с
  

• 
  аксион – масивна частица, която може да взаимодейства само гравитационно и
  
• 
  quark nuggets – т.н. стабилни области от кваркова материя.
  

Предполага се, че тези частици се движат свободно навсякъде и представляват 90% от тъмната материя във Вселената .

Тези частици по ппринцип не взаимодействат с видимото вещество и само в редки случаи биха могли да реагират с барионно вещество и тогава стават видими за наземни телескопи и апарати в лабораториите.

с новия ускорител на елементарни частици в Женева, който вече влезе в действие от 2008 година.

В изоставени дълбоки мини, под дъното на езера или под ледовете на полярните шапки се строят странни съоръжения, опитващи се да уловят потоци неутрино или други космически лъчи, сред които може да се окажат претенденти за тъмна материя.

Експериментът DAMA търси директно частици тъмна материя, които са се сблъскали със Земята.

под 1,4-км. скали, в планината Гран Гасо.

Екипът на DAMA търси проблясвания светлина в детектор с натриеви йодиди

(йодид - йон на хим. елемент йод).

италиански ескспермент DAMA/LIBRA

В изследването участват учени от Римския университет и Националния институт по ядрена физика,
а ръководител на  екипа е Рита Бернабей.

За търсене на WIMP са построени няколко специални детектора. Те представляват свръхчисти кристали от натриев йодид с обща маса около 250 килограма. Попадането на WIMP-частица в ядрото на атома предизвиква колебания на околните електрони.

Тези колебания предизвикват светлинен импулс, който може да бъде регистриран
39.

Тези проблясвания произлизат основно от фонов шум, като обикновени неутрони от радиацията на околните скали. Някои от тях обаче може да са предизвикани от частици на тъмна материя и ако е наистина така, учените очакват да има сезонни вариации в сигнала, защото скоростта на

Физици, работещи по проекта

Международният изследователски апарат PAMELA е прикачен към руския спътник Ресурс-ДК1, който е изстрелян от космодрума Байконур на 15 юни 2006 г. Апаратът обикаля Земята по орбита, на височина между 350 и 615 километра.

PAMELA е предназначен за изследване на космически излъчвания и по-конкретно позитрони и антипротони.

Д-р Брош, с неговия студент Ади Зитрин и изследователи от Университета в Корнел, са изучили област от небето противоположна на съзвездието Дева, където 14 галактики са на една линия. Някои наричат линията „мост към нищото”.

Наблюденията от университетската обсерватория в Тел Авив дават потвърждение на предположението, към което се придържа групата от учени, водени от

Така образно нарича такива нишки от тъмна материя д-р Брош.

Те привличат обикновената материя във вид на галактики и от гравитационното въздействие на тъмната материя в целите галактики се активира звездообразуване.

Нещо повече

с “космите от брадата на Създателя”

може да се обясни наблюдаваната едромащабна структура на Вселената.

Част от наблюдавана едромащабна вселенска структура – купове и свръхкупове от галактики, които са струпани и образуват нещо като стени на огромни вселенски клетки, във вътрешността на които почти липсват такива образувания.

Изследванията на спътника WMAP - Wilkinson Microwave Anisotropy Probe изявиха количествено делът на тъмната материя във Вселената, за която все пак има предположения какво би могла да представлява. По-голямата част обаче от Вселената – 2/3 е нещо, което е наречено тъмна енергия, но никой няма идея какво всъщност представлява. Засега тя се интерпретира като енергия на вакуума, антигравитация, която кара Вселената неудържимо да се разширява. В този смисъл грешката на Айнщайн може да се окаже вярна.

Айнщайн поставя космологична константа в уравненията си, за да ги съвмести с представите си за стационарна Вселена. След наблюдателното откритие за разширяващата се Вселена, Айнщайн сам се отрича от своята константа и я нарича най-голяма си грешка.
47.

“...излиза, че по-голямата част от Вселената е ненаблюдаема.

четете

• 
  http://astronomy4all.com
  

• 
  http://dark-matter.hit.bg/bg/index.html