Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя

Часть 11-19
Космология и темная материя

Содержание

(том – часть – глава)

11-19-1. Темная материя и космология

11-19-2. Стандартная космологическая модель (ΛCDM)

11-19-3. Стандартная космологическая модель (ΛCDM)

11-19-4. Ускоренное время избавило физиков от темной материи

11-19-5. Космологи предложили объяснение дефициту темной материи во Вселенной

11-19-6. Физики выяснили, сколько тёмной материи потеряла Вселенная

11-19-7. Физики предположили, что темная материя существует в другом измерении

11-19-8. «Светлые» и «темные» галактики указали на возможный переворот в космологии

11-19-9. Интервью с Николаем Горькавым

11-19-10. Далекие галактики раскрывают истинную природу темной материи

11-19-11. Темная материя может быть следствием существования «Антивселенной», противоположной нашему миру

Глава 11-19-1
Темная материя и космология

Исследования реликтового излучения, в частности, выявление высокой степени его изотропности, дали толчок развитию космологии. Так, в 1982 году Джим Пиблс высказал идею, что противоречие между отсутствием существенных флуктуаций плотности барионной материи в момент рекомбинации и современной крупномасштабной структурой Вселенной, которая не успела бы развиться за прошедшее с этого момента время, может быть устранено предположением о большом количестве небарионной материи. Рост её флуктуаций способствовал бы формированию наблюдаемых неоднородностей распределения масс, никак не отпечатавшись при этом в реликтовом излучении.

Сформулированная в 1980-х годах гипотеза инфляции, объяснявшая изотропность реликтового излучения, предполагала и то, что Вселенная является плоской и что, как следствие, плотность её вещества в точности равна критической. Поскольку оценки плотности обычного барионного вещества давали лишь ничтожную долю этой величины, это означало, в свою очередь, необходимость существования тёмной материи.

В 1980-х годах, когда гипотеза тёмной материи уже установилась в качестве общепринятой, её исследования сфокусировались на том, что именно она собой представляет, каковы её свойства и роль в эволюции Вселенной. Это осуществлялось с помощью активно развивавшегося тогда благодаря прогрессу вычислительной техники численного моделирования, результаты которого сравнивались с полученными данными наблюдений.

Важную роль, например, сыграл обзор красных смещений CfA1 и затем его второй этап CfA2. А начиная со следующего десятилетия интерес сместился к моделированию вида распределения тёмной материи в галактических гало. В начале XXI века появилась возможность использовать более точные и полные обзоры неба: 2dFGRS и последующий 6dFGS; самым подробным на настоящий день является SDSS. Численное моделирование космологической эволюции, в частности, роли тёмной материи в этом процессе, также стало более точным и масштабным: получили известность такие проекты как Millennium, Bolshoi Simulation и Illustris.