रूसी भौतिकविदों का कहना है कि ब्रह्मांड का काला पदार्थ "वजन कम करना" है। काला पदार्थ

डार्क मैटर कहां से आया इसका रहस्य आज तक नहीं सुलझ पाया है। ऐसे सिद्धांत हैं जो सुझाव देते हैं कि यह निम्न तापमान इंटरस्टेलर गैस से बना है। इस मामले में, पदार्थ कोई विकिरण नहीं दे सकता है। हालांकि, ऐसे सिद्धांत हैं जो इस विचार का विरोध करते हैं। वे कहते हैं कि गैस गर्म करने में सक्षम है, जो इस तथ्य की ओर जाता है कि वे साधारण "बैरियन" पदार्थ बन जाते हैं। इस सिद्धांत के पक्ष में तथ्य यह है कि ठंडी अवस्था में गैस का द्रव्यमान इस मामले में होने वाली कमी को समाप्त नहीं कर सकता है।

डार्क मैटर के बारे में थ्योरी में इतने सवाल हैं कि इसे थोड़ा और विस्तार से समझना जरूरी है।

डार्क मैटर क्या है?

डार्क मैटर क्या है का सवाल लगभग 80 साल पहले सामने आया था। 20 वीं शताब्दी की शुरुआत के रूप में। उस समय स्विस खगोलशास्त्री एफ. ज़्विकी इस विचार के साथ आए थे कि वास्तविकता में सभी आकाशगंगाओं का द्रव्यमान उन सभी वस्तुओं के द्रव्यमान से अधिक होता है जिन्हें दूरबीन के माध्यम से अपनी गैसों से देखा जा सकता है। सभी असंख्य सुराग इस तथ्य की ओर इशारा करते हैं कि अंतरिक्ष में कुछ अज्ञात है जिसमें एक प्रभावशाली द्रव्यमान है। इस अकथनीय पदार्थ को "डार्क मैटर" नाम देने का निर्णय लिया गया।

यह अदृश्य पदार्थ पूरे ब्रह्मांड के कम से कम एक चौथाई हिस्से पर कब्जा कर लेता है। इस पदार्थ की ख़ासियत यह है कि इसके कण एक दूसरे के साथ और अन्य सामान्य पदार्थों के साथ अच्छी तरह से बातचीत नहीं करते हैं। यह इंटरैक्शन इतना कमजोर है कि वैज्ञानिक इसे दर्ज भी नहीं कर सकते हैं। वास्तव में, कणों के प्रभाव के केवल संकेत हैं।

इस मुद्दे का अध्ययन दुनिया भर के सबसे बड़े दिमागों द्वारा किया जा रहा है, इसलिए दुनिया के सबसे बड़े संशयवादी भी मानते हैं कि पदार्थ के कणों को पकड़ना संभव होगा। प्रयोगशाला सेटिंग में ऐसा करना सबसे वांछनीय लक्ष्य है। खानों में महान गहराईकाम चल रहा है, अंतरिक्ष से किरणों के कणों से हस्तक्षेप को बाहर करने के लिए प्रयोगों के लिए ऐसी स्थितियां आवश्यक हैं।

यह संभावना है कि आधुनिक त्वरक के लिए बहुत सी नई जानकारी प्राप्त की जाएगी, विशेष रूप से, लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर की मदद से।

डार्क मैटर के कणों में एक होता है अजीब विशेषता- आपसी विनाश। ऐसी प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, गामा विकिरण, एंटीपार्टिकल्स और कण (जैसे इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन) दिखाई देते हैं। इसलिए, खगोल भौतिकीविद गामा विकिरण या एंटीपार्टिकल्स के निशान खोजने की कोशिश कर रहे हैं। इसके लिए, विभिन्न जमीन और अंतरिक्ष प्रतिष्ठानों का उपयोग किया जाता है।

काले पदार्थ के अस्तित्व के लिए साक्ष्य

ब्रह्मांड के द्रव्यमान की गणना की शुद्धता के बारे में सबसे पहले संदेह, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, स्विट्जरलैंड के खगोलशास्त्री एफ। ज़्विकी द्वारा साझा किया गया था। सबसे पहले, उन्होंने केंद्र के चारों ओर घूमते हुए कोमा क्लस्टर से आकाशगंगाओं की गति को मापने का फैसला किया। और उनके काम के परिणाम ने उन्हें कुछ हद तक हैरान कर दिया, क्योंकि इन आकाशगंगाओं की गति की गति उनकी अपेक्षा से अधिक थी। इसके अलावा, उन्होंने इस मूल्य की पूर्व-गणना की। लेकिन परिणाम मेल नहीं खाते।

निष्कर्ष स्पष्ट था: क्लस्टर का वास्तविक द्रव्यमान स्पष्ट द्रव्यमान से बहुत बड़ा था। इसे इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि ज्यादातरब्रह्मांड के इस हिस्से में जो पदार्थ है, उसे देखा नहीं जा सकता और उसका निरीक्षण करना भी असंभव है। यह पदार्थ द्रव्यमान के रूप में ही अपना गुण प्रकट करता है।

कई गुरुत्वाकर्षण प्रयोगों ने आकाशगंगा समूहों में एक अदृश्य द्रव्यमान की उपस्थिति की पुष्टि की है। सापेक्षता के सिद्धांत में इस घटना की कुछ व्याख्या है। यदि आप इसका पालन करते हैं, तो प्रत्येक द्रव्यमान अंतरिक्ष को विकृत करने में सक्षम है, इसके अलावा, एक लेंस की तरह, यह प्रकाश किरणों की एक सीधी धारा को मोड़ता है। आकाशगंगा समूह एक विकृति का कारण बनता है, इसका प्रभाव इतना मजबूत होता है कि यह ध्यान देने योग्य हो जाता है। आकाशगंगा का सबसे विकृत दृश्य, जो सीधे क्लस्टर के पीछे स्थित है। इस विकृति का उपयोग यह गणना करने के लिए किया जाता है कि इस क्लस्टर में मामला कैसे वितरित किया जाता है। इस प्रकार वास्तविक द्रव्यमान मापा जाता है। यह निरपवाद रूप से दृश्य पदार्थ के द्रव्यमान से कई गुना बड़ा हो जाता है।

इस क्षेत्र में अग्रणी के काम के चार दशक बाद, अमेरिका के खगोलशास्त्री, वी। रुबिन, एफ। ज़्विकी ने इस मुद्दे को उठाया। उसने उस गति का अध्ययन किया जिसके साथ आकाशगंगाओं के किनारों पर स्थित पदार्थ आकाशगंगा के केंद्र के चारों ओर घूमता है। यदि आप गुरुत्वाकर्षण के नियमों के संबंध में केप्लर के नियमों का पालन करते हैं, तो आकाशगंगाओं के घूर्णन की गति और केंद्र की दूरी के बीच एक निश्चित संबंध है।

लेकिन वास्तव में, माप से पता चला कि केंद्र की बढ़ती दूरी के साथ रोटेशन की गति नहीं बदली। इस तरह के डेटा को केवल एक ही तरीके से समझाया जा सकता है - आकाशगंगा के मामले में केंद्र और किनारों दोनों में समान घनत्व होता है। लेकिन दृश्य पदार्थ का केंद्र में बहुत अधिक घनत्व था और किनारों पर दुर्लभता की विशेषता थी, और घनत्व की कमी को केवल कुछ पदार्थ की उपस्थिति से समझाया जा सकता है जो आंख को दिखाई नहीं देता है।

घटना की व्याख्या करने के लिए, यह आवश्यक है कि आकाशगंगाओं में यह बहुत ही अदृश्य पदार्थ उस पदार्थ से लगभग 10 गुना अधिक हो जिसे हम देख सकते हैं। यह अज्ञात पदार्थ है जिसे "डार्क मैटर" या "डार्क मैटर" नाम मिला है। आज तक, खगोल भौतिकीविदों के लिए, यह घटना सबसे दिलचस्प रहस्य बनी हुई है।

डार्क मैटर के अस्तित्व के प्रमाण के पक्ष में एक और तर्क है। यह उन गणनाओं का अनुसरण करता है जो आकाशगंगाओं के गठन की प्रक्रिया का वर्णन करती हैं। ऐसा माना जाता है कि यह बिग बैंग होने के लगभग 300,000 साल बाद शुरू हुआ था। गणना के परिणाम बताते हैं कि विस्फोट के दौरान दिखाई देने वाले पदार्थ के टुकड़ों के बीच का आकर्षण विस्तार से गतिज ऊर्जा की भरपाई नहीं कर सका। यानी पदार्थ आकाशगंगाओं में केंद्रित नहीं हो सकता था, लेकिन हम इसे आज देख सकते हैं।

इस अकथनीय तथ्यगैलेक्टिक विरोधाभास कहा जाता है, इसे एक तर्क के रूप में उद्धृत किया गया था जो बिग बैंग सिद्धांत को नष्ट कर देता है। लेकिन आप इसे दूसरी तरफ से देख सकते हैं। आखिरकार, सबसे साधारण पदार्थ के कणों को डार्क मैटर के कणों के साथ मिलाया जा सकता है। तब गणना सही हो जाती है, लेकिन आकाशगंगाएँ कैसे बनीं, जिनमें बहुत सारा काला पदार्थ जमा हो गया है, और सामान्य पदार्थ के कण पहले ही गुरुत्वाकर्षण के कारण उनसे जुड़ चुके हैं। आखिरकार, साधारण पदार्थ ब्रह्मांड के पूरे द्रव्यमान का एक छोटा सा अंश बनाता है।

दृश्यमान पदार्थ का घनत्व . की तुलना में अपेक्षाकृत कम होता है काला पदार्थक्योंकि यह 20 गुना सघन है। इसलिए ब्रह्मांड के द्रव्यमान का जो 95% भाग वैज्ञानिकों की गणना के अनुसार गायब है, वह डार्क मैटर है।

हालाँकि, इससे यह निष्कर्ष निकला कि दृश्यमान दुनिया, जिसका दूर-दूर तक अध्ययन किया गया है, इतना परिचित और समझने योग्य, वास्तव में क्या शामिल है, इसके लिए एक छोटा सा अनुप्रयोग।

सभी आकाशगंगाएं, ग्रह और तारे उस चीज का एक छोटा सा टुकड़ा हैं जिसके बारे में हमें कोई जानकारी नहीं है। यह वही है जो प्रदर्शन पर है, और वास्तविक हमसे छिपा है।

हम अपने चारों ओर (तारे और आकाशगंगा) जो कुछ भी देखते हैं वह ब्रह्मांड में कुल द्रव्यमान का 4-5% से अधिक नहीं है!

आधुनिक ब्रह्माण्ड संबंधी सिद्धांतों के अनुसार, हमारे ब्रह्मांड में सामान्य, तथाकथित बैरोनिक पदार्थ का केवल 5% है, जो सभी अवलोकन योग्य वस्तुओं का निर्माण करता है; 25% डार्क मैटर गुरुत्वाकर्षण के कारण दर्ज किया गया; और डार्क एनर्जी, जो कुल का 70% है।

डार्क एनर्जी और डार्क मैटर शब्द पूरी तरह से सफल नहीं हैं और अंग्रेजी से शाब्दिक अनुवाद नहीं बल्कि शाब्दिक अनुवाद का प्रतिनिधित्व करते हैं।

भौतिक अर्थों में, इन शब्दों का अर्थ केवल इतना है कि ये पदार्थ फोटॉन के साथ बातचीत नहीं करते हैं, और उन्हें अदृश्य या पारदर्शी पदार्थ और ऊर्जा भी कहा जा सकता है।

कई आधुनिक वैज्ञानिक आश्वस्त हैं कि डार्क एनर्जी और मैटर का अध्ययन करने के उद्देश्य से किए गए शोध से शायद वैश्विक प्रश्न का उत्तर देने में मदद मिलेगी: भविष्य में हमारे ब्रह्मांड का क्या इंतजार है?

एक आकाशगंगा के आकार का झुरमुट

डार्क मैटर एक ऐसा पदार्थ है जिसमें सबसे अधिक संभावना है कि स्थलीय परिस्थितियों में नए, अभी भी अज्ञात कण होते हैं और इसमें सबसे सामान्य पदार्थ में निहित गुण होते हैं। उदाहरण के लिए, यह सामान्य पदार्थों की तरह, गुच्छों में इकट्ठा होने और गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रियाओं में भाग लेने में भी सक्षम है। लेकिन इन तथाकथित गुच्छों का आकार पूरी आकाशगंगा या आकाशगंगाओं के समूह से भी अधिक हो सकता है।

डार्क मैटर कणों के अध्ययन के लिए दृष्टिकोण और तरीके

पर इस पलदुनिया भर के वैज्ञानिक विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए सुपर-तकनीकी उपकरणों और कई अलग-अलग शोध विधियों का उपयोग करके, स्थलीय परिस्थितियों में कृत्रिम रूप से काले पदार्थ के कणों का पता लगाने या प्राप्त करने के लिए हर संभव प्रयास कर रहे हैं, लेकिन अभी तक सभी कामों को सफलता नहीं मिली है।

एक विधि में उच्च-ऊर्जा त्वरक पर प्रयोग करना शामिल है, जिसे आमतौर पर कोलाइडर के रूप में जाना जाता है। वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि डार्क मैटर के कण एक प्रोटॉन से 100-1000 गुना भारी होते हैं, उनका सुझाव है कि उन्हें सामान्य कणों की टक्कर से उत्पन्न होना होगा उच्च ऊर्जाकोलाइडर के माध्यम से। एक अन्य विधि का सार हमारे चारों ओर मौजूद डार्क मैटर कणों को पंजीकृत करना है। इन कणों को पंजीकृत करने में मुख्य कठिनाई यह है कि वे साधारण कणों के साथ बहुत कमजोर अंतःक्रिया प्रदर्शित करते हैं, जो उनके सार में, उनके लिए पारदर्शी होते हैं। और फिर भी, डार्क मैटर के कण बहुत कम ही होते हैं, लेकिन परमाणुओं के नाभिक से टकराते हैं, और इस घटना को दर्ज करने के लिए, जल्दी या बाद में, एक निश्चित आशा है।

डार्क मैटर कणों के अध्ययन के लिए अन्य दृष्टिकोण और तरीके हैं, और उनमें से कौन सबसे पहले सफल होगा, यह तो समय ही बताएगा, लेकिन किसी भी मामले में, इन नए कणों की खोज एक प्रमुख वैज्ञानिक उपलब्धि होगी।

एंटीग्रैविटी वाला पदार्थ

डार्क एनर्जी उसी डार्क मैटर की तुलना में और भी अधिक असामान्य पदार्थ है। इसमें गुच्छों में इकट्ठा होने की क्षमता नहीं होती है, जिसके परिणामस्वरूप यह पूरे ब्रह्मांड में समान रूप से वितरित होता है। लेकिन इस समय इसकी सबसे असामान्य संपत्ति गुरुत्वाकर्षण-विरोधी है।

डार्क मैटर और ब्लैक होल की प्रकृति

आधुनिक खगोलीय विधियों के लिए धन्यवाद, वर्तमान समय में ब्रह्मांड के विस्तार की दर निर्धारित करना और समय से पहले इसके परिवर्तन की प्रक्रिया का मॉडल बनाना संभव है। परिणामस्वरूप, जानकारी प्राप्त हुई कि इस समय, जैसा कि हाल के दिनों में, हमारे ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, जबकि इस प्रक्रिया की दर लगातार बढ़ रही है। इसीलिए डार्क एनर्जी के एंटी-ग्रेविटी की परिकल्पना सामने आई, क्योंकि सामान्य गुरुत्वाकर्षण आकर्षण "आकाशगंगाओं के मंदी" की प्रक्रिया पर धीमा प्रभाव डालेगा, ब्रह्मांड के विस्तार की दर को रोक देगा। यह घटनाविरोध नहीं करता सामान्य सिद्धांतसापेक्षता, लेकिन साथ ही, डार्क एनर्जी में एक नकारात्मक दबाव होना चाहिए - एक ऐसा गुण जो इस समय ज्ञात किसी भी पदार्थ के पास नहीं है।

"डार्क एनर्जी" की भूमिका के लिए उम्मीदवार

एबेल 2744 क्लस्टर में आकाशगंगाओं का द्रव्यमान इसके कुल द्रव्यमान के 5 प्रतिशत से भी कम है। यह गैस इतनी गर्म होती है कि इसमें ही चमकती है एक्स-रे रेंज(इस छवि में लाल)। अदृश्य डार्क मैटर का वितरण (जो इस क्लस्टर के द्रव्यमान का लगभग 75 प्रतिशत बनाता है) नीले रंग का होता है।

डार्क एनर्जी की भूमिका के लिए प्रस्तावित उम्मीदवारों में से एक वैक्यूम है, जिसका ऊर्जा घनत्व ब्रह्मांड के विस्तार के दौरान अपरिवर्तित रहता है और इस प्रकार वैक्यूम के नकारात्मक दबाव की पुष्टि करता है। एक अन्य कथित उम्मीदवार "क्विंटेसेंस" है - एक पूर्व अज्ञात सुपर-कमजोर क्षेत्र, कथित तौर पर पूरे ब्रह्मांड से गुजर रहा है। अन्य संभावित उम्मीदवार भी हैं, लेकिन उनमें से किसी ने भी अभी तक इस प्रश्न का सटीक उत्तर प्राप्त करने में योगदान नहीं दिया है: डार्क एनर्जी क्या है? लेकिन यह पहले से ही स्पष्ट है कि डार्क एनर्जी पूरी तरह से अलौकिक है, जो XXI सदी के मौलिक भौतिकी का मुख्य रहस्य बनी हुई है।

भौतिकी में एक सैद्धांतिक निर्माण कहा जाता है मानक मॉडल, सभी की बातचीत का वर्णन करता है विज्ञान के लिए जाना जाता हैप्राथमिक कण। लेकिन यह ब्रह्मांड में मौजूद पदार्थ का केवल 5% है, जबकि शेष 95% पूरी तरह से अज्ञात प्रकृति के हैं। यह काल्पनिक डार्क मैटर क्या है और वैज्ञानिक कैसे इसका पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं? मॉस्को इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स एंड टेक्नोलॉजी के छात्र और भौतिकी और खगोल भौतिकी विभाग के एक कर्मचारी हायक हाकोबयान एक विशेष परियोजना के ढांचे के भीतर इस बारे में बात करते हैं।

प्राथमिक कणों का मानक मॉडल, जिसे हिग्स बोसोन की खोज के बाद अंततः पुष्टि की गई, हमारे लिए ज्ञात सामान्य कणों के मूलभूत इंटरैक्शन (इलेक्ट्रोवेक और मजबूत) का वर्णन करता है: लेप्टन, क्वार्क और इंटरेक्शन कैरियर्स (बोसोन और ग्लून्स)। हालांकि, यह पता चला है कि यह सभी विशाल जटिल सिद्धांत सभी पदार्थों के केवल 5-6% का वर्णन करता है, जबकि बाकी इस मॉडल में फिट नहीं होते हैं। हमारे ब्रह्मांड के जीवन के शुरुआती क्षणों के अवलोकन हमें दिखाते हैं कि लगभग 95% पदार्थ जो हमें घेरे हुए है वह पूरी तरह से अज्ञात प्रकृति का है। दूसरे शब्दों में, हम अप्रत्यक्ष रूप से इस छिपे हुए पदार्थ की उपस्थिति इसके कारण देखते हैं गुरुत्वाकर्षण प्रभावहालांकि, इसे सीधे पकड़ना अभी तक संभव नहीं हो पाया है। छिपे हुए द्रव्यमान की इस घटना को "डार्क मैटर" नाम दिया गया है।

आधुनिक विज्ञान, विशेष रूप से ब्रह्मांड विज्ञान, पर काम करता है निगमन विधिशर्लक होम्स

अब WISP समूह का मुख्य उम्मीदवार अक्ष है, जो मजबूत अंतःक्रिया के सिद्धांत में उत्पन्न होता है और इसका द्रव्यमान बहुत कम होता है। ऐसा कण उच्च चुंबकीय क्षेत्रों में एक फोटॉन-फोटॉन जोड़ी में बदलने में सक्षम है, जो इस बात का संकेत देता है कि कोई इसका पता लगाने की कोशिश कैसे कर सकता है। एडीएमएक्स प्रयोग में, बड़े कक्षों का उपयोग किया जाता है, जहां 80,000 गॉस का चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है (यह 100,000 गुना अधिक है चुंबकीय क्षेत्रधरती)। सिद्धांत रूप में, इस तरह के क्षेत्र को अक्षतंतु के क्षय को फोटॉन-फोटॉन जोड़ी में उत्तेजित करना चाहिए, जिसे डिटेक्टरों को पकड़ना चाहिए। कई प्रयासों के बावजूद, डब्लूआईएमपी, अक्ष या बाँझ न्यूट्रिनो का अभी तक पता नहीं चला है।

इस प्रकार, हमने बड़ी संख्या में विभिन्न परिकल्पनाओं के माध्यम से यात्रा की है जो एक अंधेरे द्रव्यमान की अजीब उपस्थिति की व्याख्या करना चाहते हैं, और टिप्पणियों की मदद से असंभव सब कुछ को खारिज कर दिया है, हम कई संभावित परिकल्पनाओं पर आए हैं जिनके साथ हम पहले से ही काम कर सकते हैं।

विज्ञान में एक नकारात्मक परिणाम भी एक परिणाम है, क्योंकि यह कणों के विभिन्न मापदंडों को सीमित करता है, उदाहरण के लिए, यह संभावित द्रव्यमान की सीमा को समाप्त करता है। साल-दर-साल, त्वरक में अधिक से अधिक नए अवलोकन और प्रयोग डार्क मैटर कणों के द्रव्यमान और अन्य मापदंडों पर नई, अधिक कठोर सीमाएं देते हैं। इस प्रकार, सभी असंभव विकल्पों को फेंकते हुए और खोजों के चक्र को कम करते हुए, हम दिन-ब-दिन यह समझने के करीब पहुंच रहे हैं कि हमारे ब्रह्मांड में 95% पदार्थ क्या है।

काला पदार्थ- यह मानव जाति की खोजों में से एक है, जिसे "कलम की नोक पर" बनाया गया है। किसी ने कभी इसे महसूस नहीं किया है, यह विकीर्ण नहीं होता है विद्युतचुम्बकीय तरंगेंऔर उनके साथ बातचीत नहीं करता है। आधी सदी से भी अधिक समय से, डार्क मैटर के अस्तित्व का कोई प्रायोगिक प्रमाण नहीं मिला है, केवल प्रायोगिक गणनाएँ दी जाती हैं जो कथित तौर पर इसके अस्तित्व की पुष्टि करती हैं। लेकिन फिलहाल - यह केवल खगोल भौतिकीविदों की एक परिकल्पना है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह सबसे पेचीदा और अत्यधिक प्रमाणित वैज्ञानिक परिकल्पनाओं में से एक है।

यह सब पिछली शताब्दी की शुरुआत में शुरू हुआ: खगोलविदों ने देखा कि वे दुनिया की तस्वीर देखते हैं गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत में फिट नहीं बैठता है।सैद्धांतिक रूप से, गणना की गई द्रव्यमान वाली आकाशगंगाएँ, जितनी तेज़ी से होनी चाहिए, उससे अधिक तेज़ी से घूमती हैं।

इसका मतलब यह है कि उनके (आकाशगंगाओं) का द्रव्यमान टिप्पणियों से की गई गणना से कहीं अधिक बड़ा है। लेकिन अगर वे घूमते हैं, तो या तो गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत सही नहीं है, या यह सिद्धांत आकाशगंगा जैसी वस्तुओं पर "काम" नहीं करता है। या ब्रह्मांड में आधुनिक उपकरणों की तुलना में अधिक पदार्थ है जो पता लगा सकता है। यह सिद्धांत वैज्ञानिकों के बीच अधिक लोकप्रिय हुआ और इस अमूर्त काल्पनिक पदार्थ को डार्क मैटर कहा गया।
गणनाओं से पता चलता है कि आकाशगंगाओं की संरचना में सामान्य पदार्थ की तुलना में लगभग 10 गुना अधिक डार्क मैटर है, और अलग-अलग पदार्थ केवल गुरुत्वाकर्षण के स्तर पर एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, अर्थात डार्क मैटर स्वयं को विशेष रूप से किस रूप में प्रकट करता है द्रव्यमान।
कुछ विद्वानों का सुझाव है कि कुछ काला पदार्थ- यह एक साधारण पदार्थ है, लेकिन विद्युत चुम्बकीय विकिरण उत्सर्जित नहीं करता है। ऐसी वस्तुओं में डार्क गेलेक्टिक हेलो शामिल हैं, न्यूट्रॉन तारेऔर भूरे रंग के बौने, साथ ही साथ अन्य काल्पनिक अंतरिक्ष वस्तुएं।

वैज्ञानिकों के निष्कर्षों की मानें तो साधारण पदार्थ (मुख्य रूप से आकाशगंगाओं में निहित) को एकत्र किया जाता है
डार्क मैटर की सघनता वाले क्षेत्रों के आसपास। परिणामी स्थान पर
नसों का नक्शा, डार्क मैटर विशाल फिलामेंट्स का एक असमान नेटवर्क है, क्योंकि
परिवर्तन जो गांगेय समूहों के स्थानों में वृद्धि और प्रतिच्छेद करते हैं।

डार्क मैटर को कई वर्गों में बांटा गया है: गर्म, गर्म और ठंडा (यह उन कणों की गति पर निर्भर करता है जिनमें यह होता है)। इस प्रकार गर्म, गर्म और ठंडे डार्क मैटर को अलग किया जाता है। यह ठंडा डार्क मैटर है जो खगोलविदों के लिए सबसे बड़ी रुचि है, क्योंकि यह स्थिर वस्तुओं का निर्माण कर सकता है, उदाहरण के लिए, संपूर्ण डार्क गैलेक्सी।
डार्क मैटर का सिद्धांत भी बिग बैंग सिद्धांत में फिट बैठता है। इसलिए, वैज्ञानिकों का सुझाव है कि विस्फोट के 300 हजार साल बाद, पहली बार बड़ी संख्याडार्क मैटर के कण जमा होने लगे और उसके बाद गुरुत्वाकर्षण के बल से साधारण पदार्थ के कण उन पर जमा हो गए और आकाशगंगाएँ बनने लगीं।
इन आश्चर्यजनक निष्कर्षों का अर्थ है कि साधारण पदार्थ का द्रव्यमान ब्रह्मांड के कुल द्रव्यमान का केवल कुछ प्रतिशत है!!!

यानी, हम जो दुनिया देखते हैं, वह वास्तव में ब्रह्मांड से बनी चीजों का एक छोटा सा हिस्सा है। और हम कल्पना भी नहीं कर सकते कि यह विशाल "कुछ" क्या है।

ब्रह्मांड के विकास में निर्णायक भूमिका निभाता है। हालाँकि, इस अजीब पदार्थ के बारे में अभी तक बहुत कम जानकारी है। प्रोफेसर मैथियास बार्टेलमैन - सैद्धांतिक खगोल भौतिकी के लिए हीडलबर्ग इंस्टीट्यूट - बताते हैं कि पत्रकारों के सवालों की एक श्रृंखला का जवाब देते हुए, डार्क मैटर अनुसंधान कैसे किया गया है।

और यह कैसे उत्पन्न होता है?

मुझे पता नहीं है! अभी तक, कोई नहीं। इसमें संभवतः भारी प्राथमिक कण होते हैं। लेकिन कोई नहीं जानता कि क्या वे वास्तव में कण हैं। किसी भी मामले में, वे किसी भी चीज़ से बहुत अलग हैं जिसे हम पहले जानते हैं।

क्या यह पूरी तरह से नई पशु प्रजातियों की खोज करने जैसा है?

हाँ, यह सही है, यह एक अच्छी तुलना है।

डार्क मैटर की खोज किसने और कब की?

1933 में, फ़्रिट्ज़ ज़्विकी ने आकाशगंगा समूहों में आकाशगंगाओं की गति पर विचार किया, जो क्लस्टर के कुल द्रव्यमान पर निर्भर करता है। शोधकर्ता ने देखा कि आकाशगंगाएँ, उनके परिकलित द्रव्यमान को देखते हुए, बहुत तेज़ी से चलती हैं। यह डार्क मैटर का पहला संकेत था। कोई भी ज्ञात मामला यह नहीं समझा सकता है कि आकाशगंगाओं में तारे आपस में क्यों चिपके रहते हैं: उनके संचलन की उच्च गति के कारण उन्हें अलग उड़ना चाहिए।

गुरुत्वाकर्षण लेंस फोटो: विसेंसश्रेइबर

और क्या सबूत है?

बहुत अच्छा सबूत गुरुत्वाकर्षण लेंस प्रभाव है। दूर की आकाशगंगाएँ हमें विकृत दिखाई देती हैं, क्योंकि प्रकाश की किरणें अपने रास्ते में पदार्थ से विचलित होती हैं। यह फ्लुटेड ग्लास के माध्यम से देखने जैसा है। और प्रभाव इससे अधिक मजबूत होता है यदि केवल दृश्यमान पदार्थ मौजूद होता।

डार्क मैटर कैसा दिखता है?

इसे देखा नहीं जा सकता, क्योंकि डार्क मैटर और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन के बीच कोई इंटरेक्शन नहीं होता है। इसका मतलब है कि यह प्रकाश को परावर्तित नहीं करता है और न ही कोई विकिरण उत्सर्जित करता है।

फिर आप डार्क मैटर का अध्ययन कैसे करते हैं? शोध के लिए किन उपकरणों की आवश्यकता है?

हम विशेष रूप से डार्क मैटर का अध्ययन नहीं कर रहे हैं, लेकिन केवल इसकी अभिव्यक्तियाँ, उदाहरण के लिए, गुरुत्वाकर्षण लेंस का प्रभाव। मैं एक सिद्धांतवादी हूं। वास्तव में, मुझे बस अपने कंप्यूटर, एक पेन और कागज की एक शीट चाहिए। लेकिन मैं हवाई और चिली में बड़ी दूरबीनों के डेटा का भी उपयोग करता हूं।

क्या डार्क मैटर को चित्रित करना संभव है?

हाँ, आप इसके वितरण का एक प्रकार का नक्शा बना सकते हैं। जैसे पहाड़ियों की रेखाएँ दिखाई देती हैं भौगोलिक नक्शापहाड़ की आकृति, यहाँ आप रेखाओं के घनत्व से देख सकते हैं, जहाँ विशेष रूप से बहुत अधिक डार्क मैटर है।

वह कब दिखाई दी?

डार्क मैटर की उत्पत्ति या तो सीधे से हुई है महा विस्फोट, या 10,000-100,000 साल बाद। लेकिन हम अभी भी इसका अध्ययन कर रहे हैं।

कितना डार्क मैटर है?

पक्के तौर पर कोई नहीं कह सकता। लेकिन, के आधार पर नवीनतम शोधहम मानते हैं कि ब्रह्मांड में दृश्यमान पदार्थ की तुलना में लगभग सात से आठ गुना अधिक डार्क मैटर है।

कंप्यूटर मॉडलिंग एक वेब के रूप में डार्क मैटर के वितरण को दर्शाता है, और हम इसके संचय को सबसे चमकीले क्षेत्रों में देखते हैं।
फोटो: वोल्कर स्प्रिंगेल

क्या डार्क एनर्जी और डार्क मैटर के बीच कोई संबंध है?

शायद नहीं। डार्क एनर्जी ब्रह्मांड के त्वरित विस्तार को सुनिश्चित करती है, जबकि डार्क मैटर आकाशगंगाओं को एक साथ रखता है।

वह कहां से आई थी?

डार्क मैटर शायद हर जगह है, केवल यह समान रूप से वितरित नहीं है - दृश्यमान पदार्थ की तरह, यह गुच्छों का निर्माण करता है।

हमारे और हमारे विश्वदृष्टि के लिए डार्क मैटर का क्या महत्व है?

के लिये दिनचर्या या रोज़मर्रा की ज़िंदगीउसे कोई फर्क नहीं पड़ता। लेकिन खगोल भौतिकी में यह बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह ब्रह्मांड के विकास में निर्णायक भूमिका निभाता है।

हमारा ब्रह्मांड किससे बना है? 4.9% - दृश्यमान पदार्थ, 26.8% डार्क मैटर, 68.3% - काली ऊर्जाफोटो: विसेनश्रेइबर

वह भविष्य में क्या लाएगी?

शायद इससे ज्यादा कुछ नहीं। पहले, ब्रह्मांड के विकास के लिए, यह बहुत महत्वपूर्ण था। आज, यह अभी भी केवल अलग-अलग आकाशगंगाओं को एक साथ रखता है। और जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार जारी है, डार्क मैटर की नई संरचनाओं का प्रकट होना कठिन होता जा रहा है।

क्या भविष्य में उपकरणों का उपयोग करके सीधे डार्क मैटर की छवि बनाना संभव होगा?

जी हां संभव है। उदाहरण के लिए, कोई उस कंपन को माप सकता है जो तब होता है जब डार्क मैटर के कण क्रिस्टल में परमाणुओं से टकराते हैं। कण त्वरक में भी ऐसा ही होता है: यदि प्राथमिक कणबिना किसी कारण के एक अप्रत्याशित दिशा में उड़ते प्रतीत होते हैं, तो एक अज्ञात कण को ​​दोष दिया जा सकता है। तब यह डार्क मैटर के अस्तित्व का एक और प्रमाण होगा। कल्पना कीजिए: आप एक फुटबॉल मैदान पर खड़े हैं और आपके सामने एक गेंद है। वह अचानक बिना किसी के उड़ जाता है स्पष्ट कारण. उसे किसी अदृश्य चीज से गिरा दिया गया होगा।

आपको अपने काम में सबसे ज्यादा क्या दिलचस्पी है?

मैं इस धारणा से आकर्षित हूं कि दृश्य पदार्थ हर चीज का एक छोटा सा अंश है, और हमें शेष का कोई पता नहीं है।

समय देने के लिए धन्यवाद। हमें उम्मीद है कि आप जल्द ही डार्क मैटर के बारे में और जानेंगे!