Астрономия .Темная материя
Проект по астрономии на тему «Темная материя » ученика 10 класса Халметова Омара
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| Темная материя | 490.77 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Темная материя Презентацию подготовил ученик 10 А класса Омар Халметов
Общее определение Тёмная мате́рия в астрономии и космологии , а также в теоретической физике — гипотетическая форма материи , которая не испускает электромагнитного излучения и напрямую не взаимодействует с ним. Это свойство данной материи затрудняет и, возможно, даже делает невозможным её прямое наблюдение. Вывод о существовании тёмной материи сделан на основании многочисленных, согласующихся друг с другом, но косвенных признаков поведения астрофизических объектов и по создаваемым ими гравитационным эффектам . Выяснение природы тёмной материи поможет решить проблему скрытой массы , которая, в частности, заключается в аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик .
История В истории науки встречались ситуации, когда движение небесных тел отклонялось от законов небесной механики ; как правило, это явление находило объяснение в существовании неизвестного материального тела (или нескольких тел). Именно так были открыты планета Нептун и звезда Сириус B . В 1922 году астрономы Джеймс Джинс и Якобус Каптейн исследовали движение звёзд в нашей Галактике и пришли к выводу, что бо́льшая часть вещества в галактике невидима; в этих работах, вероятно, впервые появился термин «тёмная материя» . Ян Оорт использовал тот же термин в статье 1932 года. Широкое распространение термин получил после работ Фрица Цвикки , который употребил его в 1933 году в своей работе ] . Цвикки измерил радиальные скорости восьми галактик в скоплении Кома (созвездие Волосы Вероники ) и обнаружил, что для устойчивости скопления приходится предположить, что его полная масса в десятки раз больше, чем масса входящих в него звёзд. Вскоре другие астрономы пришли к таким же выводам для многих других галактик. Особенный интерес вызвала туманность Андромеды .
Начиная с 1960-х годов, когда начался бурный прогресс наблюдательных средств астрономии, число аргументов в пользу существования тёмной материи быстро росло. При этом оценки её параметров, полученные из разных источников и разными методами, в целом согласуются между собой. Описанное выше неубывание скорости вращения звёзд оказалось не аномалией, а типичной ситуацией в мире галактик. При исследовании движения спутников галактик и близко расположенных шаровых скоплений было подтверждено, что общая масса каждой галактики в несколько раз превышает суммарную массу её звёзд. Было проведено изучение движения в системах двойных галактик и в галактических скоплениях. Оказалось, что в этих масштабах доля тёмной материи намного выше, чем внутри галактик. Звёздная масса эллиптических галактик , согласно расчётам, недостаточна для удержания входящего в галактику горячего газа, если не учесть тёмную материю. Оценка массы скоплений галактик, осуществляющих гравитационное линзирование , даёт результаты, включающие вклад тёмной материи и близкие к полученным другими методами.
Большой вклад внесли в конце 1960-х и начале 1970-х годов астрономы Вера Рубин из Института Карнеги и Кент Форд — они были первыми, кто провёл точные и надёжные вычисления, указывающие на наличие тёмной материи. Рубин и Форд заявили на конференции Американского астрономического общества в 1975 году об открытии: большинство звёзд в спиральных галактиках двигаются по орбитам примерно с одинаковой угловой скоростью, что приводит к мысли, что плотность массы в галактиках одинакова и для тех регионов, где находится большинство звёзд ( балдж ), и для тех регионов (на краю диска), где звёзд мало. Похожий вывод был сделан независимо в 1978 году [9] . В 1980 году работа Рубин была окончательно признана астрономическим сообществом [10] [11] . Интересно, что сама Вера Рубин предпочитала модифицированную ньютоновскую динамику (MOND) как причину найденного ей эффекта, замечая: «Если бы я выбирала, то я бы хотела открыть, что это именно ньютоновские законы должны быть изменены для правильного описания гравитационных взаимодействий на больших расстояниях. Это более привлекательно, чем Вселенная, наполненная новым типом субъядерных частиц» [12] .
Данные наблюдений Известно, что тёмное вещество взаимодействует со «светящимся» ( барионным ) веществом, по крайней мере, гравитационным образом и представляет собой среду со средней космологической плотностью , в несколько раз превышающей плотность барионов. Последние захватываются в гравитационные ямы концентраций тёмной материи. Поэтому, хотя частицы тёмной материи и не взаимодействуют со светом , свет испускается оттуда, где есть тёмное вещество. Это замечательное свойство гравитационной неустойчивости сделало возможным изучение количества, состояния и распределения тёмной материи по наблюдательным данным от радиодиапазона до рентгеновского излучения . Опубликованное в 2012 году исследование движения более 400 звёзд, расположенных на расстояниях до 13 000 световых лет от Солнца, не нашло свидетельств присутствия тёмной материи в большом объёме пространства вокруг Солнца. Согласно предсказаниям теорий, среднее количество тёмной материи в окрестности Солнца должно было составить примерно 0,5 кг в объёме земного шара. Однако измерения дали значение не более 0,06 кг тёмной материи в этом объёме. Это означает, что попытки зарегистрировать тёмную материю на Земле, например, при редких взаимодействиях частиц тёмной материи с «обычной» материей, вряд ли могут быть успешными [14] [15] [16] .
Теории о тёмной материи Барионная материя Наиболее естественным кажется предположение, что тёмная материя состоит из обычного, барионного вещества, по каким-либо причинам слабо взаимодействующего электромагнитным образом и потому не обнаружимого при исследовании, к примеру, линий излучения и поглощения. В состав тёмного вещества могут входить многие уже обнаруженные космические объекты, как то: тёмные галактические гало , коричневые карлики и массивные планеты, компактные объекты на конечных стадиях эволюции: белые карлики , чёрные карлики — они же остывшие белые карлики, нейтронные звёзды , чёрные дыры . Кроме того, такие гипотетические объекты, как кварковые звёзды , Q-звёзды и преонные звёзды , также могут являться частью барионной тёмной материи.
Модифицированная ньютоновсксая динамика Модифицированная ньютоновская динамика ( MOND ) — физическая гипотеза, альтернативная теория гравитации , предлагающая изменение в законе тяготения Ньютона , объясняющее вращение галактик без привлечения тёмной материи . Когда постоянная скорость обращения внешних частей галактик была впервые обнаружена, это было неожиданно, так как ньютоновская теория гравитации предсказывает, что чем дальше объект от центра, тем меньше его скорость. Например, для орбит планет солнечной системы скорость убывает с увеличением расстояния до Солнца .
Источник
Презентация на тему «Тёмная материя»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Введение Совершенствующиеся технологии позволили астрономам сделать немыслимые ранее открытия. Одним из таких открытий стала тёмная материя.
Как узнали о Тёмной материи? Прежде чем говорить об этой таинственной штуке, надо понять, откуда мы вообще узнали, что она существует. 11 км/c
Фриц Цвикки Этим и занимался в 1933 году американский астроном австрийского происхождения Фриц Цвикки.
Скорости вращения звёзд Позже в 1970 году 2 астронома: Вера Рубин и Кент Форд более детально исследовали скорости вращения звёзд в галактике Андромеда. Вера Рубин Кент Форд
Что же это может быть? Как один из вариантов, это мог быть какой – то загадочный газ или пыль, которые наполняют всё межзвёздное пространство.
Нейтрино Оставался вариант – предположить, что эта материя состоит из более экзотических частиц, нежели наши привычные протоны и нейтроны.
Оказалось, что звёзды в галактике вращаются слишком быстро, чтобы их вращение можно было объяснить.
Аксионы Другой тип частиц – это аксионы. Тоже гипотетические частицы, которые предсказаны теорией ядерных взаимодействий.
Итог Но как это бывает обычно в науке :отсутствие результата – это тоже результат. За последние 40 лет мы поняли, что никаким газом и пылью, никакими из известных нам частиц мы не можем объяснить наличие этой загадочной массы во вселенной.
Используемый материал http://fb.ru/article/165773/chto-takoe-temnaya-materiya-suschestvuet-li-temnaya-materiya http://ic.pics.livejournal.com/aminora/60136840/137324/137324_900.jpg https://yandex.ru/images/search?text=Фриц%20Цвикки&noreask=1&img_url=https%3A%2F%2Fupload.wikimedia.org%2Fwikipedia%2Fhe%2F0%2F0a%2FZwicky_2.jpg&pos=6&rpt=simage https://yandex.ru/images/search?text=Вера%20Рубин&noreask=1&img_url=https%3A%2F%2Fpbs.twimg.com%2Fmedia%2FC00ktwAW8AQqgEm.jpg&pos=1&rpt=simage https://www.aps.org/programs/outreach/history/historicsites/carnegie.cfm https://naked-science.ru/article/sci/v-galaktike-andromeda-nashli-v http://fb.ru/article/256271/chastitsa-neytrino-opredelenie-svoystva-opisanie-ostsillyatsii-neytrino—eto http://www.dailytechinfo.org/np/7662-znakomtes-pyat-osnovnyh-kandidatov-na-zvanie-temnoy-materii.html
Для их обнаружения учёные используют огромные резервуары с жидким ксеноном.
Одно из свойств этих аксионов в том, что в очень сильных магнитных полях они могут трансформироваться в фотоны — частицы света и обратно.
Номер материала: ДБ-1347759
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Второе высшее образование в творческих вузах станет бесплатным
Время чтения: 1 минута
Минобрнауки рекомендовало своим организациям вакцинировать сотрудников
Время чтения: 1 минута
Петербургская школьница набрала 300 баллов на ЕГЭ
Время чтения: 1 минута
В России высоко востребованы специалисты в сфере педагогики
Время чтения: 1 минута
В Минобрнауки рассказали об изменении квот для студентов-иностранцев
Время чтения: 1 минута
Россия вошла в десятку стран по затратам на исследования
Время чтения: 2 минуты
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Источник
Презентация на тему: «Темная энергия и материя»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Темная энергия и материя Заголовок слайда
Что такое темная материя? Темная материя — это вещество, которое заставляет галактики и звезды существовать (мы можем так сказать, потому что это самая распространенная материя вокруг, хотя мы ее не видим). Когда ученые подсчитали, почему Вселенная устроена так, как она есть, они обнаружили, что нормальной материи просто не хватает, чтобы удержать все вместе. Гравитации видимой материи недостаточно для образования галактик и звезд. Поэтому внутри и вокруг галактик должно быть что-то еще, что заставляет их существовать. То, что не излучает и не отражает свет. Что-то темное. Это породило термин темная материя. В глубокой вселенной, где бы ни была высокая концентрация темной материи, свет изгибается, что изначально смутило ученых, но в итоге они поняли, что есть нечто невидимое нам, что вызывает эти оптические иллюзии и взаимодействует с гравитацией.
Что такое темная энергия? Темная энергия еще более загадочна. Мы не можем обнаружить ее, мы не можем измерить ее, мы не можем почувствовать ее, но мы видим и наблюдаем его последствия очень четко. В 1929 году Эдвин Хаббл (человек, в честь которого был назван телескоп Хаббл) исследовал, что длина волны света, испускаемого далекими галактиками, смещается к красному концу электромагнитного спектра, когда волны света путешествует через пространство. Он обнаружил, что более отдаленные галактики показывают большее смещение, чем более близкие. Хаббл решил, что это потому, что Вселенная расширяется. Красное смещение произошло потому, что длина волны света растягивается по мере расширения Вселенной. Кроме того, ранее считалось, что расширение Вселенной замедляется и в какой-то момент в будущем он может перестать расширяться и начнет сокращаться. Но последние открытия показали, что расширение Вселенной ускоряется. Приближаясь к ускоряющемуся расширению Вселенной, ученые полагают, что это из-за какой-то отталкивающей силы. Эту силу они называют темной энергией. Таким образом, темная энергия — это своего рода энергия, присущая пустому пространству. Энергия, которая сильнее всего, что мы знаем, и которая продолжает становиться сильнее с течением времени. Пустое пространство имеет больше энергии, чем все остальное во Вселенной вместе взятые.
Теории о Темной Энергии Ученые выдвинули несколько идей, что это за темная энергия: Одна идея заключается в том, что темная энергия это не вещь, а свойство пространства. Пустое пространство — это не ничто, оно имеет свою собственную энергию, оно может генерировать больше пространства и довольно активно. Еще одна идея была высказана известным ученым Альбертом Эйнштейном, что идея космологической постоянной силы, противодействующей силе тяжести. Единственная проблема заключается в том, что когда ученые пытались вычислить количество этой энергии, результаты были настолько неправильными и странными, что это только добавило путаницы. Другая идея состоит в том, что пустое пространство на самом деле состоит из временных виртуальных частиц, которые спонтанно и последовательно формируются из ничего и снова исчезают в ничто. Энергия от этих частиц может быть темной энергией. Но работа еще продолжается. Есть еще много вопросов, на которые нужно ответить. Наша теория о темной материи и темной энергии — всего лишь теория. Ученые продолжают исследовать и возможно, однажды они смогут дать ответ о том, что такое темная материи и темная энергия.
Источник