Компьютерное моделирование гало темной материи, окружающего нашу галактику, поможет найти первые твердые доказательства ее существования.
Редакция ПМ

Хотя обнаружить темную материю непосредственно не удается, ее существование подтверждается рядом косвенных данных. На снимке представлено скопление галактик Пуля: рентгеновское излучение расположенного за ней объекта (показано красным) искажается влиянием скрытой массы, которая и считается темной материей. Ее расчетное распределение показано синим
Новый орбитальный телескоп GLAST может обнаружить гамма-излучение, которое испускают аннигилирующие частицы темной материи

Темная материя — субстанция, наблюдать которую можно лишь по ее гравитационному влиянию на обычную материю. Существование ее до недавнего времени было предсказано только теоретически. И лишь в последние годы стали появляться достоверные экспериментальные свидетельства. Но сама природа темной материи остается областью, в которой можно строить лишь гипотезы. Самая популярная говорит о том, что она состоит из тяжелых и малоподвижных субатомных частиц — эта версия известна под названием «холодной темной материи». Другая — гипотеза «теплой темной материи», напротив, подразумевает существование очень быстрых и легких частиц.

Версия холодной темной материи предполагает, что в молодой Вселенной сразу после Большого Взрыва ее тяжелые частицы медленно двигались, позволяя частицам обычной материи стягиваться, постепенно формируя облака и первые звезды, и не позволяя просто равномерно распределиться по всему пространству. На основе этой гипотезы американские ученые во главе с Пьеро Мадау (Piero Madau) провели эксперименты по компьютерному моделированию гало темной материи, окружающей нашу галактику. Выяснилось, что сгустки и тяжи темной материи можно найти и внутри Млечного Пути, и даже в пределах самой Солнечной системы.

Это исследование позволит пролить свет и на саму природу темной материи. Дело в том, что согласно гипотезе холодной темной материи, в ее состав входят слабо взаимодействующие массивные частицы — вимпы (от английского WIMPs, weakly interacting massive particles), которые могут взаимно аннигилировать, испустив при этом гамма-лучи. А это излучение уже можно обнаружить современными приборами — например, недавно выведенным на орбиту гамма-телескопом GLAST (читайте об этом уникальном спутнике: «Семена Большого Взрыва»).

«Именно это делает наше исследование интересным, — говорит сам доктор Мадау, — некоторые из обнаруженных нами при моделировании сгустков темной материи достаточно плотные для того, чтобы в них происходила аннигиляция и выделялось гамма-излучение, которое мы можем обнаружить». Если такое произойдет, то это станет первым достоверным случаем наблюдения вимпов — предыдущие свидетельства (например, те, о которых мы рассказывали в заметке «Темная материя попалась?») не отличаются полной ясностью.

Несмотря на все трудности, ученые считают, что темная материя составляет до 82% всей материи нашей Вселенной. Ее сгустки создают «гравитационные колодцы», которые притягивают обычную материю и тем самым способствуют формированию галактик как раз в центрах скоплений темной материи.

Напоследок добавим, что компьютерное моделирование подобных процессов — задача сложнейшая. Эксперимент, о котором мы рассказали, потребовал использования суперкомпьютера Jaguar, который за месяц работы в общих чертах показал движение темной материи, начиная с первых мгновений после Большого Взрыва и заканчивая сегодняшним днем. Если учесть, что Jaguar использует параллельно 3 тыс. процессоров, ему понадобилось около 1,1 млн часов загрузки процессора.

По публикации Universe Today

Понравилась статья?
Самые интересные новости из мира науки: свежие открытия, фотографии и невероятные факты у вас на почте.
Спасибо.
Мы отправили на ваш email письмо с подтверждением.