Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя

Глава 11-1-21
Проблема каспов

В ходе теоретического исследования свойств тёмной материи в 1980-х годах была предложена гипотеза холодной тёмной материи (CDM).

При численном моделировании эволюции структуры галактик, проведенного на основании общепринятой космологической модели ΛCDM (Λ-член, отвечающий за темную энергию, + темная материя CDM), оказалось, что распределение плотности гало тёмной материи в центральных областях предсказывает появление сингулярности (плотность стремится к бесконечности). Это явление назвали каспом.

Однако наблюдаемые кривые вращения темной материи свидетельствуют о существовании во внутренней зоне участка практически постоянной плотности, получившей обозначение ядра.

Проблема каспов (cuspy halo problem) — одно из основных противоречий модели CDM (холодной тёмной материи), являющейся в настоящее время общепринятой, с наблюдательными данными.

Среди которых наиболее показательны прежде всего данные для галактик низкой поверхностной яркости и богатых газом карликовых галактик поздних типов, поскольку именно такие объекты содержат большую долю тёмной материи. Эти данные по большей части дают обратную картину: кривые вращения демонстрируют линейный рост, так что на расстоянии нескольких килопарсек от центра галактик скорости оказываются практически вдвое ниже предсказанных теоретически.

Неопределённость в описании распределения тёмной материи в центральных областях галактик вызывает неизбежные трудности прежде всего при решении задачи экспериментального обнаружения тёмной материи. Противоречие между предсказаниями, основанными на общепринятой космологической модели (ΛCDM), и наблюдательными данными используется критиками этой модели как серьёзный аргумент против её корректности.