Хоча Стандартна космологічна модель (СКМ), яка використовує як темну енергію космологічну сталу, успішно пояснює весь масив спостережень, ми не можемо відкинути можливість того, що роль темної енергії може відігравати не лише космологічна стала з рівнянням стану $p = w\rho$ де $w = - 1$, а й інші форми енергії. Спостережні дані показують, що параметр рівняння стану $w$ лежить у межах $ - 1.33 < w < - 0.79$
читати Фізики люблять влучне слівце. У їхньому середовищі з певного часу заведено давати «ненаукові» назви нововідкритим сутностям. Взяти хоча б дивний і зачарований кварки. Ось і темна енергія — не синонім темних сил, а термін, придуманий для позначення деяких незвичайних властивостей нашого Всесвіту.
Темну енергію було відкрито астрономічними методами, і це стало для більшості фізиків цілковитою несподіванкою. Темна енергія — мабуть, головна загадка сучасного природознавства. Цілком імовірно, що її розгадка стане найважливішою подією фізики XXI століття, порівнянною за масштабом із найбільшими відкриттями недалекого минулого, такими як відкриття явища розширення Всесвіту. Не виключено навіть, що відбудеться настільки радикальний розвиток теорії, що він стане в один ряд зі створенням загальної теорії відносності, відкриттям кривизни простору-часу та зв’язку цієї кривизни з гравітаційними силами. Ми зараз перебуваємо на початку шляху, і розмова про темну енергію — це можливість зазирнути до «лабораторії» фізиків у той час, коли їхня робота йде повним ходом.
Від мене: чудова стаття, написана простою та зрозумілою мовою, рекомендую ВСІМ.
читатиНа завершення нашого обговорення проблеми темної матерії коротко зупинімося на альтернативних підходах, які не вводять у розгляд темну матерію. Натомість у межах цих підходів модифікують основні рівняння теорії, такі, наприклад, як рівняння поля загальної теорії відносності та рівняння Ньютона. Почнімо з так званої модифікованої ньютонівської динаміки (MOND) [64]. Ця теорія дозволяє пояснити спостережувані криві обертання галактик без залучення будь-яких припущень про темну матерію.
Цей огляд є продовженням:
- Темна матерія. Вступ
- Спостережні докази існування темної матерії
- Феноменологічні властивості темної матерії
- Реліктова густина темної матерії
- Детектування темної матерії — космологічні спостереження
- Темна матерія — перспективи дослідження на прискорювачах
Прискорювачі частинок дають фізикам змогу зазирати дедалі далі в минуле, щоб повернутися у світ високих енергій — ранній Всесвіт, невдовзі після Великого вибуху. Чи можемо ми відповісти на запитання, чи справді чотири сили, які ми спостерігаємо сьогодні, — гравітація, електромагнітні сили, слабкі й сильні — зливаються за ультрависоких енергій у єдину силу? Взаємодія частинок за таких енергій дасть перший доказ такого об'єднання сил. Хоча інтерес до цих питань і далі зростатиме в міру проведення нових спостережень у космологічних масштабах, очевидно, що задовільні відповіді на них потребують фундаментального прогресу в нашому розумінні мікросвіту.
Цей огляд є продовженням:
- Темна матерія. Вступ
- Спостережні докази існування темної матерії
- Феноменологічні властивості темної матерії
- Реліктова густина темної матерії
- Детектування темної матерії — космологічні спостереження
Поділимо методи детектування темної матерії на дві частини: методи, що використовують космологічні спостереження, та експерименти з пошуку частинок-кандидатів темної матерії на прискорювачах. Почнемо з обговорення спроб виявити частинки-кандидати в космологічних спостереженнях.
Якщо нейтраліно або, у ширшому контексті, WIMPs є темною матерією, вони не лише утворюватимуть фонову густину Всесвіту, а й кластеризуватимуться разом зі звичайними зорями в галактичних гало. Зокрема, вони будуть присутні в нашій власній галактиці, Чумацькому Шляху. Це породжує надію на детектування реліктових WIMPs безпосередньо на Землі. Методи прямого детектування ґрунтуються на пошуку пружного (або непружного) розсіяння WIMPs на ядрах детектора-мішені. Ядра віддачі передають набуту внаслідок зіткнення енергію через іонізацію або теплові (фононні) процеси. Енергетичні втрати нейтраліно з масами $10\,GeV < m < 100\,GeV$ у таких детекторах становлять не більше $100\,keV$.
Сучасні методи реєстрації енергії ядер віддачі такого масштабу ґрунтуються на використанні традиційних сцинтиляційних, напівпровідникових і газових детекторів, а також нових низькотемпературних детекторів і детекторів на основі надпровідних мікрогранул та перегрітих крапель.
Оскільки детектування відбуватиметься на Землі, нам необхідно знати деякі характеристики нашої галактики, щоб бути впевненими в реальності такого експерименту. Зауважимо, що вивчення можливості детектування темної матерії почалося 1982 року [48]. Поділимо методи детектування темної матерії на дві частини: методи, що використовують космологічні спостереження, та експерименти з пошуку частинок-кандидатів темної матерії на прискорювачах. Почнемо з обговорення спроб виявити частинки-кандидати в космологічних спостереженнях.
Цей огляд є продовженням: