Модель темной материи

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • Тёмная материя — это гипотеза, объясняющая недостающую массу в галактиках и скоплениях галактик.
  • Наблюдения орбитальных скоростей звёзд и галактик указывают на существование невидимой массы.
  • Гравитационная линза используется для картографирования тёмной материи, но существуют и другие интерпретации.

a118

19

**Модель темной материи. **

В нашей собственной галактике мы наблюдаем явное явление недостающей массы. Для балансировки центробежной силы потребовалось бы в три-пять раз больше массы. Наше Солнце, обращающееся со скоростью 230 км/с вокруг центра галактики, должно было бы уйти, вместе с планетами, уже миллионы лет назад. Ситуация еще хуже для скоплений галактик, которые должны "испаряться", так как собственные скорости отдельных галактик превышают скорость убегания из скопления.

Вы, возможно, знаете, что круговая скорость спутника вокруг Земли составляет около 9 км/с. Скорость убегания составляет 11 км/с. Чтобы космическая станция могла уйти от земной гравитации и посетить далекие планеты, такие как Юпитер или Сатурн, ей необходимо сообщить скорость выше 11 км/с.

Предположим, мы наблюдаем спутники, обращающиеся вокруг Земли со скоростью 20 км/с. Мы должны заключить, что масса Земли была недооценена. В 30-е годы Фриц Цвикки указал на это явление для галактик и скоплений галактик, на основе измерений скоростей (эффект Доплера) и оценок массы (фотометрия). Эта проблема все еще остается неприятной. Как с ней справиться?

Современный классический ответ называется «темной материей». Предполагается, что в галактиках и скоплениях существует большое количество скрытой массы. Их аргумент следующий: галактики производят гравитационные иллюзии: множественные изображения далеких квазаров. Скопления галактик искривляют пространство и производят другие иллюзии: множественные изображения галактик. Космический телескоп предоставил множество таких изображений. Наблюдаемая масса слишком мала, чтобы объяснить такие сильные эффекты. Поэтому астрономы считают это доказательством существования невидимой темной материи. Некоторые говорят, что гравитационное линзирование — это новый способ «взвешивания» галактик и скоплений. Другие начали картографировать Вселенную, основываясь на этом эффекте гравитационного линзирования.

Существуют концентрации массы на планетах, особенно на Луне. Их называют «Масконами». Когда спутник пролетает рядом с Луной, мы можем точно зафиксировать его траекторию с помощью лазера. Эта траектория не является идеально круговой. Она изменяется под действием подземных концентраций массы. Некоторые предполагают, что эти концентрации массы соответствуют древним ударам тяжелых тел. Таким образом, мы смогли картографировать массу Луны, основываясь на измерениях геодезических линий вокруг нее.

Аналогично, можно сказать, что гравитационное линзирование относится к геодезическим линиям (траекториям света). Следовательно, анализ этих геодезических линий может быть методом для оценки скрытых «Масконов» в галактиках и скоплениях галактик. В наших собственных работах вы найдете альтернативную интерпретацию этих сильных линзирований. Мы думаем, что они в основном вызваны отрицательным линзированием, вызванным окружающей «призрачной» материей.

Возвращаясь к классической интерпретации через темную материю, из чего она может состоять? Астрономы думают о МАЧО (массивных компактных объектах в гало). Возможно: слабые звезды, слишком слабые, чтобы быть обнаруженными. Метод обнаружения: затмение. Звезды — это очень маленькие объекты. Галактика, рассматриваемая как газ, в котором звезды являются «молекулами», является очень разреженным газом. Следовательно, вероятность того, что одна звезда закрывает другую, очень мала. Но их много. Сканирование неба может быть выполнено компьютером. Они в конечном итоге могут автоматически анализировать вариации светового излучения большого количества звезд. Некоторые из них вызваны известными двойными системами. Методы позволяют отличить эффект двойных систем от затмения далеких «темных звезд», МАЧО.

Результаты: разочаровывающие.

Другой кандидат: экзотическая материя, например, гипотетические тяжелые нейтрино. Не подтверждено на данный момент. Французский астрофизик Франсуа Комб предположил, что в космосе может существовать большое количество очень холодного водорода. Настолько холодного, что его невозможно обнаружить. Он использовал этот невидимый водород, чтобы «объяснить» вид кривой вращения галактик (высокие круговые скорости на периферии) и чтобы временно создать спиральные структуры. Темная материя привлекается для всего. Некоторые используют ее, чтобы «объяснить» ВЛС, очень большие структуры Вселенной. Многие журналы публикуют такие работы (Astrophysical Journal, Astronomy and Astrophysics и т. д.), по-видимому, без какой-либо критической мысли, как «естественный подход». Как и черные дыры, темная материя, думаю, существует в страницах журналов. В этом космическом супермаркете вы можете выбрать горячую или холодную темную материю, карликовые или гигантские черные дыры, в зависимости от ваших предпочтений.

Странное время. До открытия итальянца Торричелли (1640 г.) : открытие атмосферного давления, люди думали, что ртуть поднимается в барометрах, потому что она испытывает страх перед пустотой.

Природа ненавидит пустоту.....

До Торричелли люди измеряли уровень ненависти к пустоте.
(100)

**- Но... я ничего не вижу: все черное!

  • Нормально. Это карта темной материи. **
    Для редакторов и рецензентов некоторые спекуляции разрешены произвольно, другие — нет.
Оригинальная версия (английский)

a118

19

**The dark matter model. **

In our own galaxy we have an evident missing mass effect. Three or five times more mass should be necessary to balance centrifugal force. Our sun, orbiting at 230 km/s around the center of the galaxy, should have gone away, with his planets, since millions of years. The situation is worse for clusters of galaxies, that should "evaporate", for the individual proper velocoties of the galaxies are higher than the escape velocity of the cluster.

You perhaps know that the circular orbitation velocity of a satellite, around the Earth, is close to 9 km/s. The escape velocity is 11 km/s. We need to give a space station a velocity higher than 11 lm/s if one wants it to escape Earth's attraction and visit distant planets, like Jupiter or Saturn.

Suppose we would observe satellites orbiting around the Earth at 20 km/s. We should conclue that the mass of the Earth has been underestimated. In the 30's, Fritz Zwick pointed out this for galaxies and clusters of galaxies, from velocity measurement ( Doppler effect ) and mass evaluation ( photometry ) This problem is still embarrassing. How to manage it ?

The today's classical answer is called "dark matter". People think that a large amount of hidden mass exists in galaxies and clusters. Their argument is the following. Galaxies produce gravitational mirages : multiple images of distant quasars. Clusters of galaxies bend space and produce other mirages : multiple images of galaxies. The space telescope brought many, now. The observed mass is too weak to explain such strong effects. So that the astronomers consider this as a proof of the existence of invisible dark matter. Some say that the gravitational lensing is a new way to "weight" galaxies and clusters. Others have started to map the universe, basing their design on this gravitational lensing effect.

There are mass concentrations in the planets especially in the Moon.We call it "Mascons". When a satellite flies around the moon, we can record its path very precisely, with a laser. This path is not perfectly circular. It is modified by underground mass concentrations. Some suppose these mass concentration correspond to ancient impact of heavy huge bodies. Doing that, we found the mass mapping of the Moon on measurements of the geodesics around it.

Similarly we could say that gravitational lensing refers to geodesics (light's path). Then the analysis of such geodesics may be a method to evaluate hidden mascons in galaxies and clusters of galaxies. In our own works you will find an alternative interpretation of such strong lensing effects.We think they mainly could be due to negative lensing, cause by surrounding "ghost matter".

Returning to the classical interpretation through dark matter, what could it be made of ? Astronomers think about MACHOs ( MAssive Compact Halo Objects ). Possibly : faint stars, too faint to be detected. Detection method : occultation. Stars are very small objects.A galaxy, considered as a gas whose stars would be "molecules" is a very rarefied gas. So that the chance that a star masks another one is very weak. But there are many. The sky survey can be managed by computers. They at last can analyze the light emission variation of a great number of stars, automatically. Some are due to known binary systems. Methods make it possible to discriminate between binary systems effect and distant occultation by "dark stars", machos.
Results : disappointing.

Another candidate : exotic matter, like hypothetic massive neutrinos. Not confirmed at the present day. The French astrophysicist François Combe suggested that large amounts of very cold hydrogen could exist, in the Universe. So cold that it could not be detected. She used this invisible hydrogen to "explain" the aspect of the rotation curve of galaxies ( large peripheric circular velocities ) and to produce (transient) spiral structures. Dark matter is invoked for everything. Some use it to "explain" the VLS, the Very large structure of the Universe. Many journals publish such works ( Astrophysical Journal, Astronomy and Astrophysics, and so on...), apparently without any state of mind, as a "natural approach". Like black holes, dark matter does exist, in the pages of journals, I think. In this cosmic hypermarket you can choose hot or cold dark matter, dwarf or giant black holes, as you like.

Strange epoch. Before the italian Torricelli's discovery (1640) : the discovery of atmospheric pressure, people believed that mercury climbed in barometers because its horror of the void.

Nature hates void.....

Before Torricelli, people measured the level of void's hate.
(100)

**- But... I don't see anything : It's all black !

  • Normal. It's dark matter's map. **
    For publishing managers and referees, some speculations are arbitrarily permissible, some others, no.