Темная материя
Что такое темная материя? Как он был создан?
Часть серии о |
Физическая космология |
---|
В астрономии , которая, по-видимому , темная материя — это гипотетическая форма материи не взаимодействует со светом или электромагнитным полем . Темная материя связана с гравитационными эффектами, которые нельзя объяснить с помощью общей теории относительности , если материи не будет больше, чем можно увидеть. Такие эффекты происходят в контексте формирования и эволюции галактик . [1] гравитационное линзирование , [2] , текущая структура наблюдаемой Вселенной положение масс в галактических столкновениях , [3] движение галактик внутри скоплений галактик и анизотропия космического микроволнового фона .
В стандартной модели лямбда-CDM космологической масса-энергия Вселенной состоит на 5% из обычной материи, на 26,8% из темной материи и на 68,2% из формы энергии, известной как темная энергия . [4] [5] [6] [7] Таким образом, темная материя составляет 85% [а] общей массы, в то время как темная энергия и темная материя составляют 95% общего содержания массы-энергии. [8] [9] [10] [11]
Известно, что темная материя не взаимодействует с обычной барионной материей и излучением, кроме как посредством гравитации. [б] что затрудняет обнаружение в лаборатории. Наиболее распространенное объяснение состоит в том, что темная материя — это некая еще не открытая субатомная частица . [c] such as weakly interacting massive particles (WIMPs) or axions.[12] The other main possibility is that dark matter is composed of primordial black holes.[13][14][15]
Dark matter is classified as "cold", "warm", or "hot" according to its velocity (more precisely, its free streaming length). Recent models have favored a cold dark matter scenario, in which structures emerge by the gradual accumulation of particles.
Although the astrophysics community generally accepts dark matter's existence,[16] a minority of astrophysicists, intrigued by specific observations that are not well-explained by ordinary dark matter, argue for various modifications of the standard laws of general relativity. These include modified Newtonian dynamics, tensor–vector–scalar gravity, or entropic gravity. So far none of the proposed modified gravity theories can successfully describe every piece of observational evidence at the same time, suggesting that even if gravity has to be modified, some form of dark matter will still be required.[17]
History[edit]
Early history[edit]
The hypothesis of dark matter has an elaborate history.[18] In the appendices of the book Baltimore lectures on molecular dynamics and the wave theory of light where the main text was based on a series of lectures given in 1884,[19] Lord Kelvin discussed the potential number of stars around the Sun from the observed velocity dispersion of the stars near the Sun, assuming that the Sun was 20 to 100 million years old. He posed what would happen if there were a thousand million stars within 1 kilo-parsec of the Sun (at which distance their parallax would be 1 milli-arcsec). Lord Kelvin concluded:
Many of our supposed thousand million stars, perhaps a great majority of them, may be dark bodies.[20][21]
In 1906, Henri Poincaré in The Milky Way and Theory of Gases used the French term matière obscure ("dark matter") in discussing Kelvin's work.[22][21] He found that the amount of dark matter would need to be less than that of visible matter.[23]
The second to suggest the existence of dark matter using stellar velocities was Dutch astronomer Jacobus Kapteyn in 1922.[24][25] A publication from 1930 points to Swedish Knut Lundmark being the first to realise that the universe must contain much more mass than can be observed.[26] Dutchman and radio astronomy pioneer Jan Oort also hypothesized the existence of dark matter in 1932.[25][27][28] Oort was studying stellar motions in the local galactic neighborhood and found the mass in the galactic plane must be greater than what was observed, but this measurement was later determined to be erroneous.[29]
In 1933, Swiss astrophysicist Fritz Zwicky, who studied galaxy clusters while working at the California Institute of Technology, made a similar inference.[30][31] Zwicky applied the virial theorem to the Coma Cluster and obtained evidence of unseen mass he called dunkle Materie ('dark matter'). Zwicky estimated its mass based on the motions of galaxies near its edge and compared that to an estimate based on its brightness and number of galaxies. He estimated the cluster had about 400 times more mass than was visually observable. The gravity effect of the visible galaxies was far too small for such fast orbits, thus mass must be hidden from view. Based on these conclusions, Zwicky inferred some unseen matter provided the mass and associated gravitation attraction to hold the cluster together.[32] Zwicky's estimates were off by more than an order of magnitude, mainly due to an obsolete value of the Hubble constant;[33] the same calculation today shows a smaller fraction, using greater values for luminous mass. Nonetheless, Zwicky did correctly conclude from his calculation that the bulk of the matter was dark.[21]
Further indications of mass-to-light ratio anomalies came from measurements of galaxy rotation curves. In 1939, Horace W. Babcock reported the rotation curve for the Andromeda nebula (known now as the Andromeda Galaxy), which suggested the mass-to-luminosity ratio increases radially.[34] He attributed it to either light absorption within the galaxy or modified dynamics in the outer portions of the spiral and not to the missing matter he had uncovered. Following Babcock's 1939 report of unexpectedly rapid rotation in the outskirts of the Andromeda galaxy and a mass-to-light ratio of 50; in 1940 Jan Oort discovered and wrote about the large non-visible halo of NGC 3115.[35]
1960s[edit]
Early radio astronomy observations, performed by Seth Shostak, later SETI Institute Senior Astronomer, showed a half-dozen galaxies spun too fast in their outer regions, pointing to the existence of dark matter as a means of creating the gravitational pull needed to keep the stars in their orbits.[36]
1970s[edit]
Vera Rubin, Kent Ford, and Ken Freeman's work in the 1960s and 1970s[37] provided further strong evidence, also using galaxy rotation curves.[38][39][40] Rubin and Ford worked with a new spectrograph to measure the velocity curve of edge-on spiral galaxies with greater accuracy.[40] This result was confirmed in 1978.[41] An influential paper presented Rubin and Ford's results in 1980.[42] They showed most galaxies must contain about six times as much dark as visible mass;[43]: 13–14 thus, by around 1980 the apparent need for dark matter was widely recognized as a major unsolved problem in astronomy.[38]
At the same time, Rubin and Ford were exploring optical rotation curves, radio astronomers were making use of new radio telescopes to map the 21 cm line of atomic hydrogen in nearby galaxies. The radial distribution of interstellar atomic hydrogen (HI) often extends to much greater galactic distances than can be observed as collective starlight, expanding the sampled distances for rotation curves – and thus of the total mass distribution – to a new dynamical regime. Early mapping of Andromeda with the 300 foot telescope at Green Bank[44] and the 250 foot dish at Jodrell Bank[45] already showed the HI rotation curve did not trace the expected Keplerian decline. As more sensitive receivers became available, Roberts & Whitehurst (1975)[46] were able to trace the rotational velocity of Andromeda to 30 kpc, much beyond the optical measurements. Illustrating the advantage of tracing the gas disk at large radii; that paper's Figure 16[46] combines the optical data[40] (the cluster of points at radii of less than 15 kpc with a single point further out) with the HI data between 20 and 30 kpc, exhibiting the flatness of the outer galaxy rotation curve; the solid curve peaking at the center is the optical surface density, while the other curve shows the cumulative mass, still rising linearly at the outermost measurement. In parallel, the use of interferometric arrays for extragalactic HI spectroscopy was being developed. Rogstad & Shostak (1972)[47] published HI rotation curves of five spirals mapped with the Owens Valley interferometer; the rotation curves of all five were very flat, suggesting very large values of mass-to-light ratio in the outer parts of their extended HI disks.[47]
1980s[edit]
A stream of observations in the 1980s supported the presence of dark matter, including gravitational lensing of background objects by galaxy clusters,[43]: 14–16 the temperature distribution of hot gas in galaxies and clusters, and the pattern of anisotropies in the cosmic microwave background. According to consensus among cosmologists, dark matter is composed primarily of a not-yet-characterized type of subatomic particle.[48][49] The search for this particle, by a variety of means, is one of the major efforts in particle physics.[50]
Technical definition[edit]
In standard cosmological calculations, "matter" means any constituent of the universe whose energy density scales with the inverse cube of the scale factor, i.e., ρ ∝ a−3 . This is in contrast to "radiation", which scales as the inverse fourth power of the scale factor ρ ∝ a−4 , and a cosmological constant, which does not change with respect to a (ρ ∝ a0). The different scaling factors for matter and radiation are a consequence of radiation redshift: For example, after gradually doubling the diameter of the observable Universe via cosmic expansion of General Relativity, the scale, a, has doubled. The energy of the cosmic microwave background radiation has been halved (because the wavelength of each photon has doubled);[51] the energy of ultra-relativistic particles, such as early-era standard-model neutrinos, is similarly halved.[d]The cosmological constant, as an intrinsic property of space, has a constant energy density regardless of the volume under consideration.[52][e]
In principle, "dark matter" means all components of the universe which are not visible but still obey ρ ∝ a−3 . In practice, the term "dark matter" is often used to mean only the non-baryonic component of dark matter, i.e., excluding "missing baryons". Context will usually indicate which meaning is intended.
Observational evidence[edit]
Galaxy rotation curves[edit]
The arms of spiral galaxies rotate around the galactic center. The luminous mass density of a spiral galaxy decreases as one goes from the center to the outskirts. If luminous mass were all the matter, then we can model the galaxy as a point mass in the centre and test masses orbiting around it, similar to the Solar System.[f] From Kepler's Third Law, it is expected that the rotation velocities will decrease with distance from the center, similar to the Solar System. This is not observed.[53] Instead, the galaxy rotation curve remains flat as distance from the center increases.
If Kepler's laws are correct, then the obvious way to resolve this discrepancy is to conclude the mass distribution in spiral galaxies is not similar to that of the Solar System. In particular, there is a lot of non-luminous matter (dark matter) in the outskirts of the galaxy.
Velocity dispersions[edit]
Stars in bound systems must obey the virial theorem. The theorem, together with the measured velocity distribution, can be used to measure the mass distribution in a bound system, such as elliptical galaxies or globular clusters. With some exceptions, velocity dispersion estimates of elliptical galaxies[54] do not match the predicted velocity dispersion from the observed mass distribution, even assuming complicated distributions of stellar orbits.[55]
As with galaxy rotation curves, the obvious way to resolve the discrepancy is to postulate the existence of non-luminous matter.
Galaxy clusters[edit]
Galaxy clusters are particularly important for dark matter studies since their masses can be estimated in three independent ways:
- From the scatter in radial velocities of the galaxies within clusters
- From X-rays emitted by hot gas in the clusters. From the X-ray energy spectrum and flux, the gas temperature and density can be estimated, hence giving the pressure; assuming pressure and gravity balance determines the cluster's mass profile.
- Gravitational lensing (usually of more distant galaxies) can measure cluster masses without relying on observations of dynamics (e.g., velocity).
Generally, these three methods are in reasonable agreement that dark matter outweighs visible matter by approximately 5 to 1.[56]
Gravitational lensing[edit]
One of the consequences of general relativity is the gravitational lens. Gravitational lensing occurs when massive objects between a source of light and the observer act as a lens to bend light from this source. One example is a cluster of galaxies lying between a more distant source such as a quasar and an observer. The more massive an object, the more lensing is observed.
Strong lensing is the observed distortion of background galaxies into arcs when their light passes through such a gravitational lens. It has been observed around many distant clusters including Abell 1689.[57] By measuring the distortion geometry, the mass of the intervening cluster can be obtained. In the dozens of cases where this has been done, the mass-to-light ratios obtained correspond to the dynamical dark matter measurements of clusters.[58] Lensing can lead to multiple copies of an image. By analyzing the distribution of multiple image copies, scientists have been able to deduce and map the distribution of dark matter around the MACS J0416.1-2403 galaxy cluster.[59][60]
Weak gravitational lensing investigates minute distortions of galaxies, using statistical analyses from vast galaxy surveys. By examining the apparent shear deformation of the adjacent background galaxies, the mean distribution of dark matter can be characterized. The mass-to-light ratios correspond to dark matter densities predicted by other large-scale structure measurements.[61] Dark matter does not bend light itself; mass (in this case the mass of the dark matter) bends spacetime. Light follows the curvature of spacetime, resulting in the lensing effect.[62][63]
In May 2021, a new detailed dark matter map was revealed by the Dark Energy Survey Collaboration.[64] In addition, the map revealed previously undiscovered filamentary structures connecting galaxies, by using a machine learning method.[65]
An April 2023 study in Nature Astronomy examined the inferred distribution of the dark matter responsible for the lensing of the elliptical galaxy HS 0810+2554, and found tentative evidence of interference patterns within the dark matter. The observation of interference patterns is incompatible with WIMPs, but would be compatible with simulations involving 10−22 eV axions. While acknowledging the need to corroborate the findings by examining other astrophysical lenses, the authors argued that "The ability of (axion-based dark matter) to resolve lensing anomalies even in demanding cases such as HS 0810+2554, together with its success in reproducing other astrophysical observations, tilt the balance toward new physics invoking axions."[12][66]
Cosmic microwave background[edit]
Although both dark matter and ordinary matter are matter, they do not behave in the same way. In particular, in the early universe, ordinary matter was ionized and interacted strongly with radiation via Thomson scattering. Dark matter does not interact directly with radiation, but it does affect the cosmic microwave background (CMB) by its gravitational potential (mainly on large scales) and by its effects on the density and velocity of ordinary matter. Ordinary and dark matter perturbations, therefore, evolve differently with time and leave different imprints on the CMB.
The cosmic microwave background is very close to a perfect blackbody but contains very small temperature anisotropies of a few parts in 100,000. A sky map of anisotropies can be decomposed into an angular power spectrum, which is observed to contain a series of acoustic peaks at near-equal spacing but different heights.The series of peaks can be predicted for any assumed set of cosmological parameters by modern computer codes such as CMBFAST and CAMB, and matching theory to data, therefore, constrains cosmological parameters.[67] The first peak mostly shows the density of baryonic matter, while the third peak relates mostly to the density of dark matter, measuring the density of matter and the density of atoms.[67]
The CMB anisotropy was first discovered by COBE in 1992, though this had too coarse resolution to detect the acoustic peaks.After the discovery of the first acoustic peak by the balloon-borne BOOMERanG experiment in 2000, the power spectrum was precisely observed by WMAP in 2003–2012, and even more precisely by the Planck spacecraft in 2013–2015. The results support the Lambda-CDM model.[68][69]
The observed CMB angular power spectrum provides powerful evidence in support of dark matter, as its precise structure is well fitted by the lambda-CDM model,[69] but difficult to reproduce with any competing model such as modified Newtonian dynamics (MOND).[69][70]
Structure formation[edit]
Structure formation refers to the period after the Big Bang when density perturbations collapsed to form stars, galaxies, and clusters. Prior to structure formation, the Friedmann solutions to general relativity describe a homogeneous universe. Later, small anisotropies gradually grew and condensed the homogeneous universe into stars, galaxies and larger structures. Ordinary matter is affected by radiation, which is the dominant element of the universe at very early times. As a result, its density perturbations are washed out and unable to condense into structure.[72] If there were only ordinary matter in the universe, there would not have been enough time for density perturbations to grow into the galaxies and clusters currently seen.
Dark matter provides a solution to this problem because it is unaffected by radiation. Therefore, its density perturbations can grow first. The resulting gravitational potential acts as an attractive potential well for ordinary matter collapsing later, speeding up the structure formation process.[72][73]
Bullet Cluster[edit]
The Bullet Cluster, the result of a recent collision of two galaxy clusters, provides model-independent observational evidence for Dark matter.[74]Alternatives like modified gravity theories have a difficult time explaining this system because its apparent center of mass is far displaced from the baryonic center of mass.[75][76][77]
Type Ia supernova distance measurements[edit]
Type Ia supernovae can be used as standard candles to measure extragalactic distances, which can in turn be used to measure how fast the universe has expanded in the past.[78] Data indicates the universe is expanding at an accelerating rate, the cause of which is usually ascribed to dark energy.[79] Since observations indicate the universe is almost flat,[80][81][82] it is expected the total energy density of everything in the universe should sum to 1 (Ωtot ≈ 1). The measured dark energy density is ΩΛ ≈ 0.690; the observed ordinary (baryonic) matter energy density is Ωb ≈ 0.0482 and the energy density of radiation is negligible. This leaves a missing Ωdm ≈ 0.258 which nonetheless behaves like matter (see technical definition section above) – dark matter.[83]
Sky surveys and baryon acoustic oscillations[edit]
Baryon acoustic oscillations (BAO) are fluctuations in the density of the visible baryonic matter (normal matter) of the universe on large scales. These are predicted to arise in the Lambda-CDM model due to acoustic oscillations in the photon–baryon fluid of the early universe, and can be observed in the cosmic microwave background angular power spectrum. BAOs set up a preferred length scale for baryons. As the dark matter and baryons clumped together after recombination, the effect is much weaker in the galaxy distribution in the nearby universe, but is detectable as a subtle (≈1 percent) preference for pairs of galaxies to be separated by 147 Mpc, compared to those separated by 130–160 Mpc. This feature was predicted theoretically in the 1990s and then discovered in 2005, in two large galaxy redshift surveys, the Sloan Digital Sky Survey and the 2dF Galaxy Redshift Survey.[84] Combining the CMB observations with BAO measurements from galaxy redshift surveys provides a precise estimate of the Hubble constant and the average matter density in the Universe.[85] The results support the Lambda-CDM model.
Redshift-space distortions[edit]
Large galaxy redshift surveys may be used to make a three-dimensional map of the galaxy distribution. These maps are slightly distorted because distances are estimated from observed redshifts; the redshift contains a contribution from the galaxy's so-called peculiar velocity in addition to the dominant Hubble expansion term. On average, superclusters are expanding more slowly than the cosmic mean due to their gravity, while voids are expanding faster than average. In a redshift map, galaxies in front of a supercluster have excess radial velocities towards it and have redshifts slightly higher than their distance would imply, while galaxies behind the supercluster have redshifts slightly low for their distance. This effect causes superclusters to appear squashed in the radial direction, and likewise voids are stretched. Their angular positions are unaffected. This effect is not detectable for any one structure since the true shape is not known, but can be measured by averaging over many structures. It was predicted quantitatively by Nick Kaiser in 1987, and first decisively measured in 2001 by the 2dF Galaxy Redshift Survey.[86] Results are in agreement with the lambda-CDM model.
Lyman-alpha forest[edit]
In astronomical spectroscopy, the Lyman-alpha forest is the sum of the absorption lines arising from the Lyman-alpha transition of neutral hydrogen in the spectra of distant galaxies and quasars. Lyman-alpha forest observations can also constrain cosmological models.[87] These constraints agree with those obtained from WMAP data.
Theoretical classifications[edit]
Composition[edit]
The exact identity of dark matter is unknown, but there are many hypotheses about what dark matter could consist of, as set out in the table below.
Baryonic matter[edit]
Dark matter can refer to any substance which interacts predominantly via gravity with visible matter (e.g., stars and planets). Hence in principle it need not be composed of a new type of fundamental particle but could, at least in part, be made up of standard baryonic matter, such as protons or neutrons. Most of the ordinary matter familiar to astronomers, including planets, brown dwarfs, red dwarfs, visible stars, white dwarfs, neutron stars, and black holes, fall into this category.[101][102] Solitary black holes, neutron stars, burnt-out dwarfs, and other massive objects that are hard to detect are collectively known as MACHOs; some scientists initially hoped that baryonic MACHOs could account for and explain all the dark matter.[43]: 286 [103]
However, multiple lines of evidence suggest the majority of dark matter is not baryonic:
- Sufficient diffuse, baryonic gas or dust would be visible when backlit by stars.
- The theory of Big Bang nucleosynthesis predicts the observed abundance of the chemical elements. If there are more baryons, then there should also be more helium, lithium and heavier elements synthesized during the Big Bang.[104][105] Agreement with observed abundances requires that baryonic matter makes up between 4–5% of the universe's critical density. In contrast, large-scale structure and other observations indicate that the total matter density is about 30% of the critical density.[83]
- Astronomical searches for gravitational microlensing in the Milky Way found at most only a small fraction of the dark matter may be in dark, compact, conventional objects (MACHOs, etc.); the excluded range of object masses is from half the Earth's mass up to 30 solar masses, which covers nearly all the plausible candidates.[106][107][108][109][110][111]
- Detailed analysis of the small irregularities (anisotropies) in the cosmic microwave background.[112] Observations by WMAP and Planck indicate that around five-sixths of the total matter is in a form that interacts significantly with ordinary matter or photons only through gravitational effects.
Non-baryonic matter[edit]
There are two main candidates for non-baryonic dark matter: hypothetical particles such as axions, sterile neutrinos,[g] weakly interacting massive particle (WIMPs), supersymmetric particles, atomic dark matter,[92] or geons;[114][115] and primordial black holes. Once a black hole ingests either kind of matter, baryonic or not, the distinction is lost.[116]
Unlike baryonic matter, nonbaryonic particles do not contribute to the formation of the elements in the early universe (Big Bang nucleosynthesis)[48] and so its presence is revealed only via its gravitational effects, or weak lensing. In addition, if the particles of which it is composed are supersymmetric, they can undergo annihilation interactions with themselves, possibly resulting in observable by-products such as gamma rays and neutrinos (indirect detection).[113]
In 2015, the idea that dense dark matter was composed of primordial black holes made a comeback[117]following results of gravitational wave measurements which detected the merger of intermediate-mass black holes. Black holes with about 30 solar masses are not predicted to form by either stellar collapse (typically less than 15 solar masses) or by the merger of black holes in galactic centers (millions or billions of solar masses). It was proposed that the intermediate-mass black holes causing the detected merger formed in the hot dense early phase of the universe due to denser regions collapsing. A later survey of about a thousand supernovae detected no gravitational lensing events, when about eight would be expected if intermediate-mass primordial black holes above a certain mass range accounted for over 60% of dark matter.[118]However, that study assumed a monochromatic distribution to represent the LIGO/Virgo mass range, which is inapplicable to the broadly platykurtic mass distribution suggested by subsequent James Webb Space Telescope observations.[119][94]
The possibility that atom-sized primordial black holes account for a significant fraction of dark matter was ruled out by measurements of positron and electron fluxes outside the Sun's heliosphere by the Voyager 1 spacecraft. Tiny black holes are theorized to emit Hawking radiation. However the detected fluxes were too low and did not have the expected energy spectrum, suggesting that tiny primordial black holes are not widespread enough to account for dark matter.[120] Nonetheless, research and theories proposing dense dark matter accounts for dark matter continue as of 2018, including approaches to dark matter cooling,[121][122]and the question remains unsettled. In 2019, the lack of microlensing effects in the observation of Andromeda suggests that tiny black holes do not exist.[123]
However, there still exists a largely unconstrained mass range smaller than that which can be limited by optical microlensing observations, where primordial black holes may account for all dark matter.[124][125]
Free streaming length[edit]
Dark matter can be divided into cold, warm, and hot categories.[126] These categories refer to velocity rather than an actual temperature, indicating how far corresponding objects moved due to random motions in the early universe, before they slowed due to cosmic expansion – this is an important distance called the free streaming length (FSL). Primordial density fluctuations smaller than this length get washed out as particles spread from overdense to underdense regions, while larger fluctuations are unaffected; therefore this length sets a minimum scale for later structure formation.
The categories are set with respect to the size of a protogalaxy (an object that later evolves into a dwarf galaxy): Dark matter particles are classified as cold, warm, or hot according to their FSL; much smaller (cold), similar to (warm), or much larger (hot) than a protogalaxy.[127][128][129] Mixtures of the above are also possible: a theory of mixed dark matter was popular in the mid-1990s, but was rejected following the discovery of dark energy.[citation needed]
Cold dark matter leads to a bottom-up formation of structure with galaxies forming first and galaxy clusters at a latter stage, while hot dark matter would result in a top-down formation scenario with large matter aggregations forming early, later fragmenting into separate galaxies;[clarification needed] the latter is excluded by high-redshift galaxy observations.[50]
Fluctuation spectrum effects[edit]
These categories also correspond to fluctuation spectrum effects [further explanation needed] and the interval following the Big Bang at which each type became non-relativistic. Davis et al. wrote in 1985:[130]
Candidate particles can be grouped into three categories on the basis of their effect on the fluctuation spectrum (Bond et al. 1983). If the dark matter is composed of abundant light particles which remain relativistic until shortly before recombination, then it may be termed "hot". The best candidate for hot dark matter is a neutrino ... A second possibility is for the dark matter particles to interact more weakly than neutrinos, to be less abundant, and to have a mass of order 1 keV. Such particles are termed "warm dark matter", because they have lower thermal velocities than massive neutrinos ... there are at present few candidate particles which fit this description. Gravitinos and photinos have been suggested (Pagels and Primack 1982; Bond, Szalay and Turner 1982) ... Any particles which became nonrelativistic very early, and so were able to diffuse a negligible distance, are termed "cold" dark matter (CDM). There are many candidates for CDM including supersymmetric particles.
— Davis, Efstathiou, Frenk, & White (1985)[130]
Alternative definitions[edit]
Another approximate dividing line is warm dark matter became non-relativistic when the universe was approximately 1 year old and 1 millionth of its present size and in the radiation-dominated era (photons and neutrinos), with a photon temperature 2.7 million Kelvins. Standard physical cosmology gives the particle horizon size as (speed of light multiplied by time) in the radiation-dominated era, thus 2 light-years. A region of this size would expand to 2 million light-years today (absent structure formation). The actual FSL is approximately 5 times the above length, since it continues to grow slowly as particle velocities decrease inversely with the scale factor after they become non-relativistic. In this example the FSL would correspond to 10 million light-years (or 3 megaparsecs) today, around the size containing an average large galaxy.
The 2.7 million Kelvin photon temperature gives a typical photon energy of 250 electronvolt, thereby setting a typical mass scale for warm dark matter: particles much more massive than this, such as GeV–TeV mass WIMPs, would become non-relativistic much earlier than one year after the Big Bang and thus have FSLs much smaller than a protogalaxy, making them cold. Conversely, much lighter particles, such as neutrinos with masses of only a few electronvolt, have FSLs much larger than a protogalaxy, thus qualifying them as hot.
Cold dark matter[edit]
Cold dark matter offers the simplest explanation for most cosmological observations. It is dark matter composed of constituents with an FSL much smaller than a protogalaxy. This is the focus for dark matter research, as hot dark matter does not seem capable of supporting galaxy or galaxy cluster formation, and most particle candidates slowed early.
The constituents of cold dark matter are unknown. Possibilities range from large objects like MACHOs (such as black holes[131] and Preon stars[132]) or RAMBOs (such as clusters of brown dwarfs), to new particles such as WIMPs and axions.
The 1997 DAMA/NaI experiment and its successor DAMA/LIBRA in 2013, claimed to directly detect dark matter particles passing through the Earth, but many researchers remain skeptical, as negative results from similar experiments seem incompatible with the DAMA results.
Many supersymmetric models offer dark matter candidates in the form of the WIMPy Lightest Supersymmetric Particle (LSP).[133] Separately, heavy sterile neutrinos exist in non-supersymmetric extensions to the standard model which explain the small neutrino mass through the seesaw mechanism.
Warm dark matter[edit]
Warm dark matter comprises particles with an FSL comparable to the size of a protogalaxy. Predictions based on warm dark matter are similar to those for cold dark matter on large scales, but with less small-scale density perturbations. This reduces the predicted abundance of dwarf galaxies and may lead to lower density of dark matter in the central parts of large galaxies. Some researchers consider this a better fit to observations. A challenge for this model is the lack of particle candidates with the required mass ≈ 300 eV to 3000 eV.[citation needed]
No known particles can be categorized as warm dark matter. A postulated candidate is the sterile neutrino: a heavier, slower form of neutrino that does not interact through the weak force, unlike other neutrinos. Some modified gravity theories, such as scalar–tensor–vector gravity, require "warm" dark matter to make their equations work.
Hot dark matter[edit]
Hot dark matter consists of particles whose FSL is much larger than the size of a protogalaxy. The neutrino qualifies as such a particle. They were discovered independently, long before the hunt for dark matter: they were postulated in 1930, and detected in 1956. Neutrinos' mass is less than 10−6 that of an electron. Neutrinos interact with normal matter only via gravity and the weak force, making them difficult to detect (the weak force only works over a small distance, thus a neutrino triggers a weak force event only if it hits a nucleus head-on). This makes them "weakly interacting slender particles" (WISPs), as opposed to WIMPs.
The three known flavours of neutrinos are the electron, muon, and tau. Neutrinos oscillate among the flavours as they move. It is hard to determine an exact upper bound on the collective average mass of the three neutrinos. For example, if the average neutrino mass were over 50 eV/c2 (less than 10−5 of the mass of an electron), the universe would collapse.[134] CMB data and other methods indicate that their average mass probably does not exceed 0.3 eV/c2. Thus, observed neutrinos cannot explain dark matter.[135]
Because galaxy-size density fluctuations get washed out by free-streaming, hot dark matter implies the first objects that can form are huge supercluster-size pancakes, which then fragment into galaxies. Deep-field observations show instead that galaxies formed first, followed by clusters and superclusters as galaxies clump together.
Dark matter aggregation and dense dark matter objects[edit]
If dark matter is composed of weakly interacting particles, then an obvious question is whether it can form objects equivalent to planets, stars, or black holes. Historically, the answer has been it cannot,[h][136][137][138]because of two factors:
- It lacks an efficient means to lose energy[136]
- Ordinary matter forms dense objects because it has numerous ways to lose energy. Losing energy would be essential for object formation, because a particle that gains energy during compaction or falling "inward" under gravity, and cannot lose it any other way, will heat up and increase velocity and momentum. Dark matter appears to lack a means to lose energy, simply because it is not capable of interacting strongly in other ways except through gravity. The virial theorem suggests that such a particle would not stay bound to the gradually forming object – as the object began to form and compact, the dark matter particles within it would speed up and tend to escape.
- It lacks a diversity of interactions needed to form structures[138]
- Ordinary matter interacts in many different ways, which allows the matter to form more complex structures. For example, stars form through gravity, but the particles within them interact and can emit energy in the form of neutrinos and electromagnetic radiation through fusion when they become energetic enough. Protons and neutrons can bind via the strong interaction and then form atoms with electrons largely through electromagnetic interaction. There is no evidence that dark matter is capable of such a wide variety of interactions, since it seems to only interact through gravity (and possibly through some means no stronger than the weak interaction, although until dark matter is better understood, this is only speculation).
However, there are theories of atomic dark matter similar to normal matter that overcome these problems.[92]
Detection of dark matter particles[edit]
If dark matter is made up of subatomic particles, then millions, possibly billions, of such particles must pass through every square centimeter of the Earth each second.[139][140] Many experiments aim to test this hypothesis. Although WIMPs have been the main search candidates,[50] axions have drawn renewed attention, with the Axion Dark Matter Experiment (ADMX) searches for axions and many more planned in the future.[141] Another candidate is heavy hidden sector particles which only interact with ordinary matter via gravity.
These experiments can be divided into two classes: direct detection experiments, which search for the scattering of dark matter particles off atomic nuclei within a detector; and indirect detection, which look for the products of dark matter particle annihilations or decays.[113]
Direct detection[edit]
Direct detection experiments aim to observe low-energy recoils (typically a few keVs) of nuclei induced by interactions with particles of dark matter, which (in theory) are passing through the Earth. After such a recoil, the nucleus will emit energy in the form of scintillation light or phonons as they pass through sensitive detection apparatus. To do so effectively, it is crucial to maintain an extremely low background, which is the reason why such experiments typically operate deep underground, where interference from cosmic rays is minimized. Examples of underground laboratories with direct detection experiments include the Stawell mine, the Soudan mine, the SNOLAB underground laboratory at Sudbury, the Gran Sasso National Laboratory, the Canfranc Underground Laboratory, the Boulby Underground Laboratory, the Deep Underground Science and Engineering Laboratory and the China Jinping Underground Laboratory.
These experiments mostly use either cryogenic or noble liquid detector technologies. Cryogenic detectors operating at temperatures below 100 mK, detect the heat produced when a particle hits an atom in a crystal absorber such as germanium. Noble liquid detectors detect scintillation produced by a particle collision in liquid xenon or argon. Cryogenic detector experiments include such projects as CDMS, CRESST, EDELWEISS, and EURECA, while noble liquid experiments include LZ, XENON, DEAP, ArDM, WARP, DarkSide, PandaX, and LUX, the Large Underground Xenon experiment. Both of these techniques focus strongly on their ability to distinguish background particles (which predominantly scatter off electrons) from dark matter particles (that scatter off nuclei). Other experiments include SIMPLE and PICASSO, which use alternative methods in their attempts to detect dark matter.
Currently there has been no well-established claim of dark matter detection from a direct detection experiment, leading instead to strong upper limits on the mass and interaction cross section with nucleons of such dark matter particles.[142] The DAMA/NaI and more recent DAMA/LIBRA experimental collaborations have detected an annual modulation in the rate of events in their detectors,[143][144] which they claim is due to dark matter. This results from the expectation that as the Earth orbits the Sun, the velocity of the detector relative to the dark matter halo will vary by a small amount. This claim is so far unconfirmed and in contradiction with negative results from other experiments such as LUX, SuperCDMS[145] and XENON100.[146]
A special case of direct detection experiments covers those with directional sensitivity. This is a search strategy based on the motion of the Solar System around the Galactic Center.[147][148][149][150] A low-pressure time projection chamber makes it possible to access information on recoiling tracks and constrain WIMP-nucleus kinematics. WIMPs coming from the direction in which the Sun travels (approximately towards Cygnus) may then be separated from background, which should be isotropic. Directional dark matter experiments include DMTPC, DRIFT, Newage and MIMAC.
Indirect detection[edit]
Indirect detection experiments search for the products of the self-annihilation or decay of dark matter particles in outer space. For example, in regions of high dark matter density (e.g., the centre of our galaxy) two dark matter particles could annihilate to produce gamma rays or Standard Model particle–antiparticle pairs.[152] Alternatively, if a dark matter particle is unstable, it could decay into Standard Model (or other) particles. These processes could be detected indirectly through an excess of gamma rays, antiprotons or positrons emanating from high density regions in our galaxy or others.[153] A major difficulty inherent in such searches is that various astrophysical sources can mimic the signal expected from dark matter, and so multiple signals are likely required for a conclusive discovery.[50][113]
A few of the dark matter particles passing through the Sun or Earth may scatter off atoms and lose energy. Thus dark matter may accumulate at the center of these bodies, increasing the chance of collision/annihilation. This could produce a distinctive signal in the form of high-energy neutrinos.[154] Such a signal would be strong indirect proof of WIMP dark matter.[50] High-energy neutrino telescopes such as AMANDA, IceCube and ANTARES are searching for this signal.[43]: 298 The detection by LIGO in September 2015 of gravitational waves opens the possibility of observing dark matter in a new way, particularly if it is in the form of primordial black holes.[155][156][157]
Many experimental searches have been undertaken to look for such emission from dark matter annihilation or decay, examples of which follow.
The Energetic Gamma Ray Experiment Telescope observed more gamma rays in 2008 than expected from the Milky Way, but scientists concluded this was most likely due to incorrect estimation of the telescope's sensitivity.[158]
The Fermi Gamma-ray Space Telescope is searching for similar gamma rays.[159] In 2009, an as yet unexplained surplus of gamma rays from the Milky Way's galactic center was found in Fermi data. This Galactic Center GeV excess might be due to dark matter annihilation or to a population of pulsars.[160] In April 2012, an analysis of previously available data from Fermi's Large Area Telescope instrument produced statistical evidence of a 130 GeV signal in the gamma radiation coming from the center of the Milky Way.[161] WIMP annihilation was seen as the most probable explanation.[162]
At higher energies, ground-based gamma-ray telescopes have set limits on the annihilation of dark matter in dwarf spheroidal galaxies[163] and in clusters of galaxies.[164]
The PAMELA experiment (launched in 2006) detected excess positrons. They could be from dark matter annihilation or from pulsars. No excess antiprotons were observed.[165]
In 2013, results from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station indicated excess high-energy cosmic rays which could be due to dark matter annihilation.[166][167][168][169][170][171]
Collider searches for dark matter[edit]
An alternative approach to the detection of dark matter particles in nature is to produce them in a laboratory. Experiments with the Large Hadron Collider (LHC) may be able to detect dark matter particles produced in collisions of the LHC proton beams. Because a dark matter particle should have negligible interactions with normal visible matter, it may be detected indirectly as (large amounts of) missing energy and momentum that escape the detectors, provided other (non-negligible) collision products are detected.[172] Constraints on dark matter also exist from the LEP experiment using a similar principle, but probing the interaction of dark matter particles with electrons rather than quarks.[173] Any discovery from collider searches must be corroborated by discoveries in the indirect or direct detection sectors to prove that the particle discovered is, in fact, dark matter.
Alternative hypotheses[edit]
Поскольку темная материя еще не идентифицирована, появилось множество других гипотез, стремящихся объяснить те же наблюдаемые явления без введения нового неизвестного типа материи. Теория, лежащая в основе большинства наблюдательных данных о темной материи, общая теория относительности, хорошо проверена в масштабах Солнечной системы, но ее достоверность в галактических или космологических масштабах не была хорошо доказана. [174] Подходящая модификация общей теории относительности в принципе может устранить необходимость в темной материи. Наиболее известными теориями этого класса являются МОНД и его релятивистское обобщение тензорно-векторно-скалярная гравитация (TeVeS), [175] f(R) гравитация , [176] отрицательная масса , темная жидкость , [177] [178] [179] и энтропийная гравитация . [180] Альтернативных теорий предостаточно. [181] [182]
Первичные черные дыры считаются кандидатами на роль компонентов темной материи. [99] [97] [183] [184] Ранние ограничения на первичные черные дыры как на темную материю обычно предполагали, что большинство черных дыр будут иметь одинаковую или идентичную («монохроматическую») массу, что было опровергнуто результатами LIGO/Virgo. [95] [96] [98] В 2024 году обзор Бернарда Карра и его коллег пришел к выводу, что первичные черные дыры образовались в эпоху квантовой хромодинамики до 10 лет. –5 секунды после Большого взрыва могут объяснить большинство наблюдений, приписываемых темной материи. Такое образование черной дыры сегодня привело бы к расширенному распределению масс «с рядом отчетливых выступов, наиболее заметный из которых имеет массу около одной солнечной». [13]
Проблема с альтернативными гипотезами заключается в том, что наблюдательные данные о темной материи получены на основе очень многих независимых подходов (см. раздел «Наблюдательные данные» выше). Объяснить любое отдельное наблюдение возможно, но объяснить их все в отсутствие темной материи очень сложно. Тем не менее, альтернативные гипотезы добились некоторых разрозненных успехов, таких как испытание гравитационного линзирования в энтропийной гравитации в 2016 году. [185] [186] [187] и измерение уникального эффекта MOND в 2020 году. [188] [189]
Среди большинства астрофизиков преобладает мнение, что, хотя модификации общей теории относительности предположительно могут объяснить часть наблюдательных данных, вероятно, существует достаточно данных, чтобы сделать вывод о том, что во Вселенной должна присутствовать некая форма темной материи. [17]
В популярной культуре [ править ]
Темная материя регулярно появляется в качестве темы в гибридных периодических изданиях, охватывающих как фактические научные темы, так и научную фантастику. [190] а саму темную материю называют «предметом научной фантастики». [191]
Упоминание о темной материи встречается в художественных произведениях. В таких случаях ей обычно приписывают необычайные физические или магические свойства, что становится несовместимым с предполагаемыми свойствами темной материи в физике и космологии. Например:
- Темная материя служит сюжетным ходом в эпизоде «Секретных материалов » « Мягкий свет ». [192]
- Вещество, вдохновленное темной материей, известное как «Пыль», занимает видное место в трилогии Филипа Пулмана « Темные начала » . [193]
- Существа, состоящие из темной материи, являются антагонистами в Стивена Бакстера «Последовательности Ксили» . [194]
В более широком смысле фраза «темная материя» используется в художественной литературе метафорически, чтобы обозначить невидимое или невидимое. [195]
Галерея [ править ]
- Карта DM, полученная Обзором космической эволюции (COSMOS) с использованием космического телескопа Хаббла (2007 г.). [196] [197]
- Карта DM, полученная CFHT Lensing Survey (CFHTLenS) с использованием телескопа Канада-Франция-Гавайи (2012 г.). [198] [199] (карта КОСМОС в центре)
- Карта DM, полученная Kilo-Degree Survey (KiDS) с использованием обзорного телескопа VLT (2015). [200] [201]
- Карта DM, полученная Hyper Suprime-Cam Survey (HSCS) с использованием телескопа Subaru (2018). [202] [203]
- Карта DM, полученная Обследованием темной энергии (DES) с использованием телескопа Виктора М. Бланко (2021 г.). [204] [205]
См. также [ править ]
- Связанные теории
- Темная энергия - энергия, способствующая ускоренному расширению Вселенной.
- Конформная гравитация - теории гравитации, инвариантные относительно преобразований Вейля.
- Теория волн плотности - теория, согласно которой волны сжатого газа, движущиеся медленнее галактики, поддерживают структуру галактики.
- Энтропийная гравитация - теория современной физики, описывающая гравитацию как энтропийную силу.
- Темное излучение - постулируемый тип излучения, опосредующий взаимодействие темной материи.
- Массивная гравитация - Теория гравитации, в которой гравитон имеет ненулевую массу.
- Физика нечастичных частиц - спекулятивная теория, предполагающая форму материи, которую нельзя объяснить с точки зрения частиц.
- Эксперименты
- DEAP - Эксперимент по поиску темной материи, поисковый аппарат.
- Эксперимент LZ - эксперимент в Южной Дакоте, США. , большой подземный детектор темной материи.
- Dark Matter Particle Explorer ( DAMPE ) – китайский научный спутник, космическая миссия
- Общий спектрометр античастиц
- MultiDark , исследовательская программа
- Проект Illustris - Вселенные, смоделированные на компьютере, астрофизическое моделирование.
- Будущий круговой коллайдер - предлагаемый ускоритель частиц после LHC в ЦЕРН, Женева, Швейцария, исследовательская инфраструктура ускорителей частиц.
- Кандидаты на темную материю
- Слабо взаимодействующие частицы
- Легкая темная материя - кандидаты в массивные частицы, слабо взаимодействующие с темной материей с массой менее 1 ГэВ.
- Зеркальная материя - гипотетический аналог обычной материи.
- Экзотическая материя - физический термин для обозначения нескольких концепций.
- Нейтралино - собственное состояние нейтральной массы, образованное из суперпартнеров калибровочных бозонов и бозонов Хиггса.
- Темная галактика - гипотетическая галактика без звезд или с очень небольшим количеством звезд.
- Скалярное поле темной материи - классическое, минимально связанное скалярное поле, постулируемое для объяснения предполагаемой темной материи.
- Самодействующая темная материя - Гипотетическая форма темной материи, состоящая из частиц с сильным самовзаимодействием.
- Слабо взаимодействующая массивная частица ( WIMP ) – гипотетические частицы, которые могут составлять темную материю.
- Слабо взаимодействующие тонкие частицы (WISP) - маломассивный аналог WIMP.
- Сильно взаимодействующая массивная частица ( SIMP ) – Гипотетическая частица.
- Частица-хамелеон - гипотетическая скалярная частица, которая имеет более слабую материю, чем гравитация.
- Другой
- Избыток ГэВ в центре Галактики - необъяснимые гамма-лучи из центра галактики.
- Светоносный эфир - когда-то теоретически предполагался невидимый и бесконечный материал, не взаимодействующий с физическими объектами, используемый для объяснения того, как свет может путешествовать через вакуум (теперь опровергнуто).
Примечания [ править ]
- ^ Поскольку темная энергия не считается материей, это 26.8 / 4.9 + 26.8 = 0.845 .
- ^ Некоторые кандидаты на темную материю взаимодействуют с обычной материей посредством слабого взаимодействия , но слабое взаимодействие является слабым, что делает любое прямое обнаружение очень трудным.
- ^ Небольшая часть темной материи может быть барионной и/или нейтрино . См. Барионная темная материя .
- ^ Однако в современную космическую эпоху это поле нейтрино остыло и начало вести себя скорее как материя, а не как излучение.
- ^ Темная энергия — это термин, который в наши дни часто используется вместо космологической постоянной. По сути, это то же самое, за исключением того, что темная энергия может каким-то неизвестным образом зависеть от масштабного коэффициента, а не обязательно быть постоянной.
- ^ Это следствие теоремы об оболочке и наблюдения о том, что спиральные галактики в значительной степени сферически симметричны (в 2D).
- ^ Три уже наблюдаемых типа нейтрино действительно многочисленны, темны и материи, но потому, что их отдельные массы почти наверняка слишком малы, чтобы составлять более чем небольшую долю темной материи, из-за ограничений, обусловленных крупномасштабной структурой и высокими - с красным смещением . галактики [113]
- ^ «Одно широко распространенное мнение о темной материи заключается в том, что она не может остывать, излучая энергию. Если бы это было возможно, то она могла бы группироваться и создавать компактные объекты таким же образом, как барионная материя формирует планеты, звезды и галактики. Наблюдения, проведенные до сих пор, позволяют предположить, что темная материя не делает этого – он находится только в диффузных гало... В результате крайне маловероятно, что существуют очень плотные объекты, такие как звезды, состоящие полностью (или даже большей частью) из темной материи». - Бакли и Дифранцо (2018) [136]
Ссылки [ править ]
- ^ Зигфрид, Т. (5 июля 1999 г.). «Скрытые космические измерения могут создавать параллельные вселенные и объяснять космические тайны» . «Утренние новости Далласа» .
- ^ Тримбл, В. (1987). «Существование и природа темной материи во Вселенной» (PDF) . Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 25 : 425–472. Бибкод : 1987ARA&A..25..425T . дои : 10.1146/annurev.aa.25.090187.002233 . S2CID 123199266 . Архивировано (PDF) из оригинала 18 июля 2018 года.
- ^ «История темной материи» . 2017.
- ^ «Миссия Планка делает Вселенную четкой в фокусе» . Страницы миссий НАСА . 21 марта 2013 г. Архивировано из оригинала 12 ноября 2020 г. . Проверено 1 мая 2016 г.
- ^ «Темная энергия, темная материя» . Наука НАСА: астрофизика . 5 июня 2015 г.
- ^ Аде, Пенсильвания; Аганим, Н. ; Армитидж-Каплан, К.; и др. (Сотрудничество Планка) (22 марта 2013 г.). «Результаты Planck 2013. I. Обзор продуктов и научных результатов – Таблица 9» . Астрономия и астрофизика . 1303 : 5062. arXiv : 1303.5062 . Бибкод : 2014A&A...571A...1P . дои : 10.1051/0004-6361/201321529 . S2CID 218716838 .
- ^ Фрэнсис, Мэтью (22 марта 2013 г.). «Первые результаты Планка: Вселенная по-прежнему странная и интересная» . Арс Техника .
- ^ «Планк запечатлел портрет молодой Вселенной, обнаружив самый ранний свет» . Кембриджский университет. 21 марта 2013 года . Проверено 21 марта 2013 г.
- ^ Кэрролл, Шон (2007). Темная материя, темная энергия: темная сторона Вселенной . Учебная компания. Путеводитель Часть 2 стр. 46.
... темная материя: невидимый, по существу бесстолкновительный компонент материи, составляющий около 25 процентов плотности энергии Вселенной... это другой тип частиц... нечто, что еще не наблюдалось в лаборатории.. .
- ^ Феррис, Тимоти (январь 2015 г.). «Тёмная материя» . Скрытый космос. Журнал «Нэшнл Географик» . Архивировано из оригинала 25 декабря 2014 года . Проверено 10 июня 2015 г.
- ^ Ярошик, Н.; и др. (2011). «Семилетние наблюдения микроволнового зонда анизотропии Уилсона (WMAP): карты неба, систематические ошибки и основные результаты». Приложение к астрофизическому журналу . 192 (2): 14. arXiv : 1001.4744 . Бибкод : 2011ApJS..192...14J . дои : 10.1088/0067-0049/192/2/14 . S2CID 46171526 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Тиммер, Джон (21 апреля 2023 г.). «Нет слабаков! Тяжелые частицы не объясняют странностей гравитационного линзирования» . Арс Техника . Проверено 21 июня 2023 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Карр, Би Джей; Клессе, С.; Гарсиа-Беллидо, Дж.; Хокинс, миссис; Кюнель, Ф. (26 февраля 2024 г.). «Наблюдательные данные о первичных черных дырах: позитивистская точка зрения» . Отчеты по физике . 1054 : 1–68. arXiv : 2306.03903 . Бибкод : 2024PhR..1054....1C . дои : 10.1016/j.physrep.2023.11.005 . ISSN 0370-1573 . См. рисунок 39.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Птица, Симеон; Альберт, Андреа; Доусон, Уилл; Али-Хаймуд, Ясин; Куган, Адам; Дрлица-Вагнер, Алекс; Фэн, Ци; Инман, Дерек; Иномата, Кейсуке; Ковец, Эли; Кусенко Александр; Леманн, Бенджамин В.; Муньос, Хулиан Б.; Сингх, Раджив; Тахистов Владимир; Цай, Ю-Дай (1 августа 2023 г.). «Первичная черная дыра, темная материя». Физика Темной Вселенной . 41 : 101231. arXiv : 2203.08967 . дои : 10.1016/j.dark.2023.101231 . ISSN 2212-6864 . S2CID 247518939 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Карр, Бернард; Кюнель, Флориан (2 мая 2022 г.). «Первичные черные дыры как кандидаты в темную материю» . Конспекты лекций по физике SciPost : 48. arXiv : 2110.02821 . doi : 10.21468/SciPostPhysLectNotes.48 . S2CID 238407875 . Проверено 13 февраля 2023 г. (См. также прилагаемую слайд-презентацию.
- ^ Хоссенфельдер, Сабина; Макго, Стейси С. (август 2018 г.). «Реальна ли темная материя?» . Научный американец . 319 (2): 36–43. Бибкод : 2018SciAm.319b..36H . doi : 10.1038/scientificamerican0818-36 . ПМИД 30020902 . S2CID 51697421 .
Сейчас несколько десятков ученых изучают модифицированную гравитацию, а несколько тысяч ищут частицы темной материи.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Шон Кэрролл (9 мая 2012 г.). «Темная материя против модифицированной гравитации: триалог» . Проверено 14 февраля 2017 г.
- ^ де Сварт, Дж.Г.; Бертоне, Г.; ван Донген, Дж. (2017). «Как темная материя стала материей». Природная астрономия . 1 (59): 59. arXiv : 1703.00013 . Бибкод : 2017NatAs...1E..59D . дои : 10.1038/s41550-017-0059 . S2CID 119092226 .
- ^ «История темной материи – Джанфранко Бертоне и Дэн Хупер» . ned.ipac.caltech.edu .
- ^ Кельвин, Лорд (1904). Балтиморские лекции по молекулярной динамике и волновой теории света . Лондон: CJ Clay and Sons. п. 274.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с «История темной материи» . Арс Техника . Проверено 8 февраля 2017 г.
- ^ Пуанкаре, Х. (1906). «Млечный Путь и теория газов» . Бюллетень Астрономического общества Франции (на французском языке). 20 : 153–165.
- ^ «История темной материи – Ars Technica» . 3 февраля 2017 года . Проверено 31 октября 2023 г.
- ^ Каптейн, Якоб Корнелиус (1922). «Первая попытка теории устройства и движения звездной системы». Астрофизический журнал . 55 : 302–327. Бибкод : 1922ApJ....55..302K . дои : 10.1086/142670 .
Между прочим, предполагается, что, когда теория будет усовершенствована, можно будет определить «количество темной материи» по ее гравитационному эффекту.
(выделено в оригинале) - ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Розенберг, Лесли Дж. (30 июня 2014 г.). Статус аксионного эксперимента с темной материей (ADMX) (PDF) . 10-й семинар PATRAS по аксионам, WIMP и WISP . п. 2. Архивировано (PDF) из оригинала 5 февраля 2016 г.
- ^ Лунд Марк, К. (1 января 1930 г.). «Об определении расстояний, размеров, масс и плотностей до ближайших ангалактических звездных систем» . Медделанден Астрономическая обсерватория Фрэна Лунда. Серия I. 125 :1–13. Стартовый код : 1930MeLuF.125....1L .
- ^ Оорт, Ян Х. (1932). «Сила, действующая звездной системой в направлении, перпендикулярном плоскости Галактики, и некоторые связанные с ней проблемы». Бюллетень астрономических институтов Нидерландов . 6 : 249–287. Бибкод : 1932BAN.....6..249O .
- ^ «Скрытая жизнь галактик: Скрытая масса» . Представьте себе Вселенную! . НАСА/ GSFC .
- ^ Куйкен, К.; Гилмор, Г. (июль 1989 г.). «Распределение массы в галактическом диске - Часть III - Локальная объемная плотность массы». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 239 (2): 651–664. Бибкод : 1989MNRAS.239..651K . дои : 10.1093/mnras/239.2.651 .
- ^ Цвики, Ф. (1933). «Красное смещение внегалактических туманностей». Гельветика Физика Акта . 6 :110-127. Стартовый код : 1933AchHPh...6..110Z . Из стр. 125: « Для того, чтобы получить средний эффект Доплера 1000 км/сек или более, как это наблюдалось, средняя плотность в системе комы должна была бы быть по крайней мере в 400 раз больше, чем полученная из наблюдений светящейся материи. Если бы Если это так, то неожиданным результатом будет то, что темная материя присутствует с гораздо большей плотностью, чем светящаяся материя » (Чтобы получить средний эффект Доплера 1000 км/с или более, как наблюдалось, средняя плотность таким образом, в системе Кома должна была бы быть по крайней мере в 400 раз больше, чем полученная на основе наблюдений светящейся материи. Если бы это было подтверждено, то последовал бы удивительный результат: темная материя присутствует в гораздо большей плотности, чем плотность материи. светящаяся материя.)
- ^ Цвики, Ф. (1937). «О массах туманностей и скоплениях туманностей» . Астрофизический журнал . 86 : 217–246. Бибкод : 1937ApJ....86..217Z . дои : 10.1086/143864 .
- ^ Некоторые подробности расчетов Цвики и более современных значений приведены в Ричмонд, М., Использование теоремы вириала: масса скопления галактик , данные получены 10 июля 2007 г.
- ^ Фриз, Кэтрин (2014). Космический коктейль: три части темной материи . Издательство Принстонского университета. ISBN 978-1-4008-5007-5 .
- ^ Бэбкок, Гораций В. (1939). «Вращение туманности Андромеды» . Бюллетень Ликской обсерватории . 19 : 41–51. Бибкод : 1939LicOB..19...41B . дои : 10.5479/ADS/bib/1939LicOB.19.41B .
- ^ Оорт, Ян Х. (апрель 1940 г.). «Некоторые проблемы, касающиеся структуры и динамики галактической системы и эллиптических туманностей NGC 3115 и 4494» (PDF) . Астрофизический журнал . 91 (3): 273–306. Бибкод : 1940ApJ....91..273O . дои : 10.1086/144167 . hdl : 1887/8533 .
- ^ Подкаст «Суперзвезды астрономии» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 27 сентября 2021 года.
- ^ Фриман, КЦ (июнь 1970 г.). «О дисках спиральных галактик и галактик S0» . Астрофизический журнал . 160 : 811–830. Бибкод : 1970ApJ...160..811F . дои : 10.1086/150474 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Прощай, Деннис (27 декабря 2016 г.). «Умерла Вера Рубин, 88 лет; открыла двери в астрономию и для женщин» . «Нью-Йорк Таймс» (некролог) . Проверено 27 декабря 2016 г.
- ^ «Первое наблюдательное свидетельство существования темной материи» . Darkmatter Physics.com . Архивировано из оригинала 25 июня 2013 года . Проверено 6 августа 2013 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Рубин, Вера С .; Форд, В. Кент младший (февраль 1970 г.). «Вращение туманности Андромеды по данным спектроскопического обзора эмиссионных областей». Астрофизический журнал . 159 : 379–403. Бибкод : 1970ApJ...159..379R . дои : 10.1086/150317 . S2CID 122756867 .
- ^ Босма, А. (1978). Распределение и кинематика нейтрального водорода в спиральных галактиках различных морфологических типов (кандидатская диссертация). Рейксуниверситет Гронингена .
- ^ Рубин, В.; Тоннард, Н.; Форд, В.К. младший (1980). «Вращательные свойства 21 галактики Sc с большим диапазоном светимостей и радиусов от NGC 4605 ( R =4 кпк) до UGC 2885 ( R =122 кпк) » . Астрофизический журнал . 238 : 471. Бибкод : 1980ApJ...238..471R . дои : 10.1086/158003 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д Рэндалл, Лиза (2015). Темная материя и динозавры: поразительная взаимосвязанность Вселенной . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Ecco / HarperCollins. ISBN 978-0-06-232847-2 .
- ^ Робертс, Мортон С. (май 1966 г.). «Обзор водородных линий с высоким разрешением 21 см в туманности Андромеды». Астрофизический журнал . 159 : 639–656. Бибкод : 1966ApJ...144..639R . дои : 10.1086/148645 .
- ^ Готтесман, ST; Дэвис, Род Д .; Реддиш, Винсент Картледж (1966). «Обследование нейтральным водородом южных областей туманности Андромеды» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 133 (4): 359–387. Бибкод : 1966МНРАС.133..359Г . дои : 10.1093/mnras/133.4.359 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Робертс, Мортон С. (октябрь 1975 г.). «Кривая вращения и геометрия М 31 на больших галактоцентрических расстояниях». Астрофизический журнал . 201 : 327–346. Бибкод : 1975ApJ...201..327R . дои : 10.1086/153889 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Рогстад, DH; Шостак, Г. Сет (сентябрь 1972 г.). «Главные свойства пяти галактик Scd, определенные по наблюдениям на расстоянии 21 сантиметр». Астрофизический журнал . 176 : 315–321. Бибкод : 1972ApJ...176..315R . дои : 10.1086/151636 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Копи, CJ; Шрамм, Д.Н.; Тернер, М.С. (1995). «Нуклеосинтез Большого взрыва и барионная плотность Вселенной» . Наука . 267 (5195): 192–199. arXiv : astro-ph/9407006 . Бибкод : 1995Sci...267..192C . дои : 10.1126/science.7809624 . ПМИД 7809624 . S2CID 15613185 .
- ^ Бергстрем, Л. (2000). «Небарионная темная материя: наблюдательные данные и методы обнаружения». Отчеты о прогрессе в физике . 63 (5): 793–841. arXiv : hep-ph/0002126 . Бибкод : 2000РПФ...63..793Б . дои : 10.1088/0034-4885/63/5/2r3 . S2CID 119349858 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и Бертоне, Г.; Хупер, Д.; Силк, Дж. (2005). «Частица темной материи: доказательства, кандидаты и ограничения». Отчеты по физике . 405 (5–6): 279–390. arXiv : hep-ph/0404175 . Бибкод : 2005PhR...405..279B . doi : 10.1016/j.physrep.2004.08.031 . S2CID 118979310 .
- ^ Сигел, Итан (2019). «Сохраняется ли энергия при красном смещении фотонов в нашей расширяющейся Вселенной?» . Начинается с треска . Проверено 5 ноября 2022 г.
- ^ Бауманн, Дэниел. «Космология: Часть III» (PDF) . Математический трипос. Кембриджский университет. стр. 21–22. Архивировано из оригинала (PDF) 2 февраля 2017 года . Проверено 24 января 2017 г.
- ^ Корбелли, Э.; Салуччи, П. (2000). «Расширенная кривая вращения и гало темной материи M33». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 311 (2): 441–447. arXiv : astro-ph/9909252 . Бибкод : 2000MNRAS.311..441C . дои : 10.1046/j.1365-8711.2000.03075.x . S2CID 10888599 .
- ^ Фабер, С.М.; Джексон, RE (1976). «Дисперсия скоростей и отношение массы к светимости эллиптических галактик». Астрофизический журнал . 204 : 668–683. Бибкод : 1976ApJ...204..668F . дои : 10.1086/154215 .
- ^ Бинни, Джеймс; Меррифилд, Майкл (1998). Галактическая астрономия . Издательство Принстонского университета. стр. 712–713.
- ^ Аллен, Стивен В.; Эврар, Август Э.; Манц, Адам Б. (2011). «Космологические параметры скоплений галактик». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 49 (1): 409–470. arXiv : 1103.4829 . Бибкод : 2011ARA&A..49..409A . doi : 10.1146/annurev-astro-081710-102514 . S2CID 54922695 .
- ^ Тейлор, АН; и др. (1998). «Увеличение гравитационной линзы и масса Абеля 1689». Астрофизический журнал . 501 (2): 539–553. arXiv : astro-ph/9801158 . Бибкод : 1998ApJ...501..539T . дои : 10.1086/305827 . S2CID 14446661 .
- ^ Ву, Х.; Чиуэ, Т.; Фанг, Л.; Сюэ, Ю. (1998). «Сравнение различных оценок массы кластеров: согласованность или несоответствие?». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 301 (3): 861–871. arXiv : astro-ph/9808179 . Бибкод : 1998MNRAS.301..861W . CiteSeerX 10.1.1.256.8523 . дои : 10.1046/j.1365-8711.1998.02055.x . S2CID 1291475 .
- ^ Чо, Адриан (2017). «Ученые представили самую подробную карту темной материи на сегодняшний день» . Наука . дои : 10.1126/science.aal0847 .
- ^ Натараджан, Приямвада; Чадаяммури, Урмила; Жозак, Матильда; Ричард, Йохан; Кнейб, Жан-Поль; Эбелинг, Харальд; и др. (2017). «Картирование субструктуры в линзах кластера HST Frontier Fields и в космологическом моделировании» (PDF) . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 468 (2): 1962. arXiv : 1702.04348 . Бибкод : 2017МНРАС.468.1962Н . дои : 10.1093/mnras/stw3385 . S2CID 113404396 . Архивировано (PDF) из оригинала 23 июля 2018 года.
- ^ Рефрегье, А. (2003). «Слабое гравитационное линзирование крупномасштабной структурой». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 41 (1): 645–668. arXiv : astro-ph/0307212 . Бибкод : 2003ARA&A..41..645R . дои : 10.1146/annurev.astro.41.111302.102207 . S2CID 34450722 .
- ^ «Квазары, линзирование и темная материя» . Физика XXI века. Фонд Анненберга. 2017. Архивировано из оригинала 29 июля 2013 года.
- ^ Мыслевски, Рик (14 октября 2011 г.). «Хаббл зафиксировал темную материю, искажающую пространство-время» . Регистр . Великобритания.
- ^ «Новая карта темной материи раскрывает космическую тайну» . Би-би-си . 28 мая 2021 г.
- ^ Сунгук Э. Хонг; и др. (2021). «Выявление локальной космической паутины галактик с помощью глубокого обучения» . Астрофизический журнал . 913 (1): 76. arXiv : 2008.01738 . Бибкод : 2021ApJ...913...76H . дои : 10.3847/1538-4357/abf040 .
- ^ Амрут, Альфред; Бродхерст, Том; Лим, Джереми; и др. (20 апреля 2023 г.). «Кольца Эйнштейна, модулируемые волнообразной темной материей из аномалий на изображениях, полученных гравитационными линзами». Природная астрономия . 7 (6): 736–747. arXiv : 2304.09895 . Бибкод : 2023НатАс...7..736А . дои : 10.1038/s41550-023-01943-9 . S2CID 258263945 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Детали технические. Введение для среднего уровня см. Ху, Уэйн (2001). «Промежуточное руководство по акустическим пикам и поляризации» .
- ^ Хиншоу, Г.; и др. (2009). «Пятилетние наблюдения микроволнового зонда анизотропии Уилкинсона (WMAP): обработка данных, карты неба и основные результаты». Приложение к астрофизическому журналу . 180 (2): 225–245. arXiv : 0803.0732 . Бибкод : 2009ApJS..180..225H . дои : 10.1088/0067-0049/180/2/225 . S2CID 3629998 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Аде, Пенсильвания; и др. (2016). «Результаты Планка 2015. XIII. Космологические параметры». Астрон. Астрофизика . 594 (13): А13. arXiv : 1502.01589 . Бибкод : 2016A&A...594A..13P . дои : 10.1051/0004-6361/201525830 . S2CID 119262962 .
- ^ Скордис, К.; и др. (2006). «Крупномасштабная структура в теории релятивистской модифицированной ньютоновской динамики Бекенштейна». Физ. Преподобный Летт . 96 (1): 011301. arXiv : astro-ph/0505519 . Бибкод : 2006PhRvL..96a1301S . doi : 10.1103/PhysRevLett.96.011301 . ПМИД 16486433 . S2CID 46508316 .
- ^ «Темная материя может оказаться более гладкой, чем ожидалось. Тщательное изучение большой области неба, полученной с помощью VST, выявило интригующий результат» . www.eso.org . Проверено 8 декабря 2016 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Яффе, А.Х. «Космология 2012: конспект лекций» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2016 года.
- ^ Лоу, LF (12 октября 2016 г.). «Ограничения теории составных фотонов» . Буквы по современной физике А. 31 (36): 1675002. Бибкод : 2016MPLA...3175002L . дои : 10.1142/S021773231675002X .
- ^ Маркевич, М.; Рэндалл, С.; Клоу, Д.; Гонсалес А. и Брадак М. (16–23 июля 2006 г.). Темная материя и скопление Пуля (PDF) . 36-я Научная ассамблея КОСПАР. Пекин, Китай. Архивировано (PDF) из оригинала 21 августа 2006 г. Только аннотация.
- ^ Клоу, Дуглас; и др. (2006). «Прямое эмпирическое доказательство существования темной материи». Письма астрофизического журнала . 648 (2): L109–L113. arXiv : astro-ph/0608407 . Бибкод : 2006ApJ...648L.109C . дои : 10.1086/508162 . S2CID 2897407 .
- ^ Ли, Крис (21 сентября 2017 г.). «Наука в процессе: выдержало ли скопление пуль проверку?» . Арс Техника .
- ^ Сигел, Итан (9 ноября 2017 г.). «Скопление Пуля доказывает существование темной материи, но не по той причине, по которой думает большинство физиков» . Форбс .
- ^ Планк Сотрудничество; Аганим, Н. ; Акрами, Ю.; Эшдаун, М.; Омон, Дж.; Бачигалупи, К.; Баллардини, М.; Бандей, Эй Джей; Баррейро, РБ; Бартоло, Н.; Басак, С. (2020). «Результаты Планка 2018. VI. Космологические параметры». Астрономия и астрофизика . 641 : А6. arXiv : 1807.06209 . Бибкод : 2020A&A...641A...6P . дои : 10.1051/0004-6361/201833910 . S2CID 119335614 .
- ^ Ковальски, М.; и др. (2008). «Улучшенные космологические ограничения на основе новых, старых и комбинированных наборов данных о сверхновых». Астрофизический журнал . 686 (2): 749–778. arXiv : 0804.4142 . Бибкод : 2008ApJ...686..749K . дои : 10.1086/589937 . S2CID 119197696 .
- ^ «Будет ли Вселенная расширяться вечно?» . НАСА. 24 января 2014 года . Проверено 28 марта 2021 г.
- ^ «Наша плоская Вселенная» . ФермиЛаб/SLAC. 7 апреля 2015 года . Проверено 28 марта 2021 г.
- ^ Йо, Маркус Ю. (2011). «Неожиданные связи». Инженерия и наука . 74 (1): 30.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Публикации Planck: Результаты Planck 2015» . Европейское космическое агентство. Февраль 2015 года . Проверено 9 февраля 2015 г.
- ^ Персиваль, WJ; и др. (2007). «Измерение шкалы барионных акустических колебаний с использованием Слоановского цифрового обзора неба и обзора красного смещения галактик 2dF». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 381 (3): 1053–1066. arXiv : 0705.3323 . Бибкод : 2007MNRAS.381.1053P . дои : 10.1111/j.1365-2966.2007.12268.x .
- ^ Комацу, Э.; и др. (2009). «Пятилетние наблюдения микроволновой анизотропии Уилкинсона: космологическая интерпретация». Приложение к астрофизическому журналу . 180 (2): 330–376. arXiv : 0803.0547 . Бибкод : 2009ApJS..180..330K . дои : 10.1088/0067-0049/180/2/330 . S2CID 119290314 .
- ^ Пикок, Дж.; и др. (2001). «Измерение космологической плотности массы по результатам кластеризации в обзоре красного смещения галактик 2dF». Природа . 410 (6825): 169–173. arXiv : astro-ph/0103143 . Бибкод : 2001Natur.410..169P . дои : 10.1038/35065528 . ПМИД 11242069 . S2CID 1546652 .
- ^ Виль, М.; Болтон, Дж.С.; Хенельт, МГ (2009). «Космологические и астрофизические ограничения из функции распределения вероятностей потока альфа-леса Лаймана». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 399 (1): L39–L43. arXiv : 0907.2927 . Бибкод : 2009MNRAS.399L..39V . дои : 10.1111/j.1745-3933.2009.00720.x . S2CID 12470622 .
- ^ Университет Амстердама. «Новая эра в поисках темной материи» . Физика.орг.
- ^ Бансал, Саураб; Бэррон, Джаред; Кертин, Дэвид; Цай, Юсин (16 октября 2023 г.). «Точные космологические ограничения на атомную темную материю» . Журнал физики высоких энергий . 2023 (10): 95. arXiv : 2212.02487 . Бибкод : 2023JHEP...10..095B . дои : 10.1007/JHEP10(2023)095 . ISSN 1029-8479 .
- ^ Бансал, Саураб; Бэррон, Джаред; Кертин, Дэвид; Цай, Юсин (27 июля 2023 г.), «Точные космологические ограничения на атомную темную материю», Журнал физики высоких энергий , 2023 (10): 95, arXiv : 2212.02487 , Bibcode : 2023JHEP...10..095B , doi : 10.1007 /JHEP10(2023)095 ,
что обеспечивает лучшее соответствие, чем ΛCDM или ΛCDM + темновое излучение.
- ^ Саттер, Пол Саттер (7 июня 2023 г.). «Атомы темной материи могут образовывать теневые галактики с быстрым звездообразованием» . Space.com . Проверено 9 января 2024 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Изабелла Армстронг; и др. (2024). «Электромагнитные подписи зеркальных звезд» . Астрофизический журнал . 965 (1): 42. arXiv : 2311.18086 . Бибкод : 2024ApJ...965...42A . дои : 10.3847/1538-4357/ad283c .
- ^ ВанДевендер, Дж. Пейс; ВанДевендер, Аарон П.; Слоан, Т.; Сваим, Крисс; Уилсон, Питер; Шмитт, Роберт Г.; Закиров, Ринат; Блюм, Джош; Кросс, Джеймс Л.; МакГинли, Найл (18 августа 2017 г.). «Обнаружение намагниченных кварков-самородков, кандидатов на роль темной материи» . Научные отчеты . 7 (1): 8758. arXiv : 1708.07490 . Бибкод : 2017НатСР...7.8758В . дои : 10.1038/s41598-017-09087-3 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5562705 . ПМИД 28821866 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Хютси, Герт; Райдал, Мартти; Уррутия, Хуан; Васконен, Вилле; Веермяэ, Харди (2 февраля 2023 г.). «Наблюдал ли JWST отпечатки аксионных минископлений или первичных черных дыр?». Физический обзор D . 107 (4): 043502. arXiv : 2211.02651 . Бибкод : 2023PhRvD.107d3502H . дои : 10.1103/PhysRevD.107.043502 . S2CID 253370365 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Эспиноза, младший; Ракко, Д.; Риотто, А. (23 марта 2018 г.). «Космологическая подпись нестабильности вакуума Хиггса стандартной модели: первичные черные дыры как темная материя». Письма о физических отзывах . 120 (12): 121301. arXiv : 1710.11196 . Бибкод : 2018PhRvL.120l1301E . doi : 10.1103/PhysRevLett.120.121301 . ПМИД 29694085 . S2CID 206309027 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Клессе, Себастьян; Гарсиа-Беллидо, Хуан (2018). «Семь советов о темной материи первичной черной дыры». Физика Темной Вселенной . 22 : 137–146. arXiv : 1711.10458 . Бибкод : 2018PDU....22..137C . дои : 10.1016/j.dark.2018.08.004 . S2CID 54594536 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Лаки, Брайан С.; Биком, Джон Ф. (12 августа 2010 г.). «Первичные черные дыры как темная материя: почти все или почти ничего». Астрофизический журнал . 720 (1): L67–L71. arXiv : 1003.3466 . Бибкод : 2010ApJ...720L..67L . дои : 10.1088/2041-8205/720/1/L67 . ISSN 2041-8205 . S2CID 118418220 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Кашлинский А. (23 мая 2016 г.). «Обнаружение гравитационных волн LIGO, первичные черные дыры и анизотропия космического инфракрасного фона в ближнем ИК-диапазоне» . Астрофизический журнал . 823 (2): Л25. arXiv : 1605.04023 . Бибкод : 2016ApJ...823L..25K . дои : 10.3847/2041-8205/823/2/L25 . ISSN 2041-8213 . S2CID 118491150 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Фрэмптон, Пол Х.; Кавасаки, Масахиро; Такахаси, Фуминобу; Янагида, Цутому Т. (22 апреля 2010 г.). «Первичные черные дыры как вся темная материя». Журнал космологии и физики астрочастиц . 2010 (4): 023. arXiv : 1001.2308 . Бибкод : 2010JCAP...04..023F . дои : 10.1088/1475-7516/2010/04/023 . ISSN 1475-7516 . S2CID 119256778 .
- ^ Карнейро, С.; де Оланда, ПК; Саа, А. (2021). «Нейтринные первичные планковские черные дыры» . Письма по физике . B822 : 136670. Бибкод : 2021PhLB..82236670C . doi : 10.1016/j.physletb.2021.136670 . HDL : 20.500.12733/1987 . ISSN 0370-2693 . S2CID 244196281 .
- ^ Бертоне, Джанфранко; Хупер, Дэн (15 октября 2018 г.). «История темной материи». Обзоры современной физики . 90 (4): 045002. arXiv : 1605.04909 . Бибкод : 2018RvMP...90d5002B . дои : 10.1103/RevModPhys.90.045002 . S2CID 18596513 .
- ^ «Барионная материя» . КОСМОС — Астрономическая энциклопедия САО . Суинбернский технологический университет . Проверено 16 ноября 2022 г.
- ^ «МАЧО могут оказаться вне конкуренции в качестве кандидатов на темную материю» . Астрономия.com . 2016 . Проверено 16 ноября 2022 г.
- ^ Вайс, Ахим (2006). Нуклеосинтез Большого взрыва: приготовление первых легких элементов . Том. 2. Эйнштейн Онлайн. п. 1017. Архивировано из оригинала 6 февраля 2013 года . Проверено 1 июня 2013 г.
- ^ Рейн, Д.; Томас, Т. (2001). Введение в науку космологию . Издательство ИОП . п. 30. ISBN 978-0-7503-0405-4 . OCLC 864166846 .
- ^ Тиссеран, П.; Ле Гийу, Л.; Афонсу, К.; Альберт, JN; Андерсен, Дж.; Ансари, Р.; и др. (2007). «Ограничения на содержание мачо в галактическом гало по результатам исследования Магеллановых облаков EROS-2» . Астрономия и астрофизика . 469 (2): 387–404. arXiv : astro-ph/0607207 . Бибкод : 2007A&A...469..387T . дои : 10.1051/0004-6361:20066017 . S2CID 15389106 .
- ^ Графф, Д.С.; Фриз, К. (1996). «Анализ поиска красных карликов космическим телескопом Хаббла : ограничения на барионную материю в галактическом гало». Астрофизический журнал . 456 (1996): L49. arXiv : astro-ph/9507097 . Бибкод : 1996ApJ...456L..49G . дои : 10.1086/309850 . S2CID 119417172 .
- ^ Наджита-младший; Тиде, врач общей практики; Карр, Дж.С. (2000). «От звезд к суперпланетам: начальная функция массы малой массы в молодом скоплении IC 348». Астрофизический журнал . 541 (2): 977–1003. arXiv : astro-ph/0005290 . Бибкод : 2000ApJ...541..977N . дои : 10.1086/309477 . S2CID 55757804 .
- ^ Выжиковски, Л.; Скоурон, Дж.; Козловский, С.; Удальский, А.; Шиманский, МК; Кубяк, М.; и др. (2011). «Вид OGLE на микролинзирование Магеллановых облаков. IV. Данные SMC OGLE-III и окончательные выводы по MACHO». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 416 (4): 2949–2961. arXiv : 1106.2925 . Бибкод : 2011MNRAS.416.2949W . дои : 10.1111/j.1365-2966.2011.19243.x . S2CID 118660865 .
- ^ Фриз, Кэтрин; Филдс, Брайан; Графф, Дэвид (2000). «Смерть звездных барионных кандидатов в темную материю». arXiv : astro-ph/0007444 .
- ^ Фриз, Кэтрин; Филдс, Брайан; Графф, Дэвид (2003). «Смерть звездной барионной темной материи». Первые звезды . Симпозиумы ESO по астрофизике. стр. 4–6. arXiv : astro-ph/0002058 . Бибкод : 2000fist.conf...18F . CiteSeerX 10.1.1.256.6883 . дои : 10.1007/10719504_3 . ISBN 978-3-540-67222-7 . S2CID 119326375 .
- ^ Канетти, Л.; Древес, М.; Шапошников, М. (2012). «Материя и антиматерия во Вселенной». Нью Дж. Физ . 14 (9): 095012. arXiv : 1204.4186 . Бибкод : 2012NJPh...14i5012C . дои : 10.1088/1367-2630/14/9/095012 . S2CID 119233888 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д Бертоне, Г.; Мерритт, Д. (2005). «Динамика темной материи и косвенное обнаружение». Буквы по современной физике А. 20 (14): 1021–1036. arXiv : astro-ph/0504422 . Бибкод : 2005МПЛА...20.1021Б . дои : 10.1142/S0217732305017391 . S2CID 119405319 .
- ^ Гио, Б; Боркес, А.; Деур, А.; Вернер, К. (2020). «Гравиболы и темная материя». JHEP . 2020 (11): 159. arXiv : 2006.02534 . Бибкод : 2020JHEP...11..159G . дои : 10.1007/JHEP11(2020)159 . S2CID 219303406 .
- ^ Овердуин, Дж. М.; Вессон, PS (ноябрь 2004 г.). «Темная материя и фоновый свет». Отчеты по физике . 402 (5–6): 267–406. arXiv : astro-ph/0407207 . Бибкод : 2004PhR...402..267O . doi : 10.1016/j.physrep.2004.07.006 . S2CID 1634052 .
- ^ «Барионная материя» . astronomy.swin.edu.au . Мельбурн, Виктория, Австралия: Технологический университет Суинберна: Космос: Интернет-энциклопедия астрономии Суинберна . Проверено 3 октября 2023 г.
- ^ Чо, Адриан (9 февраля 2017 г.). «Состоит ли темная материя из черных дыр?». Наука . дои : 10.1126/science.aal0721 .
- ^ «Черные дыры не могут объяснить темную материю» . Астрономия . 18 октября 2018 года . Получено 7 января 2019 г. - через astronomy.com.
- ^ Сумалакарреги, Мигель; Селяк, Урош (1 октября 2018 г.). «Ограничения на компактные объекты звездной массы как темную материю в результате гравитационного линзирования сверхновых типа Ia» . Письма о физических отзывах . 121 (14): 141101. arXiv : 1712.02240 . Бибкод : 2018PhRvL.121n1101Z . doi : 10.1103/PhysRevLett.121.141101 . ПМИД 30339429 . S2CID 53009603 . Проверено 17 августа 2023 г.
- ^ «Стареющий космический корабль «Вояджер-1» подрывает идею о том, что темная материя — это крошечные черные дыры» . Наука . 9 января 2019 года . Проверено 10 января 2019 г. - через sciencemag.org.
- ^ Холл, Шеннон (5 февраля 2018 г.). «Из темной материи могут существовать целые звезды и планеты» . Новый учёный .
- ^ Бакли, Мэтью Р.; Дифранцо, Энтони (2018). «Схлопнувшиеся структуры темной материи». Письма о физических отзывах . 120 (5): 051102.arXiv : 1707.03829 . Бибкод : 2018PhRvL.120e1102B . doi : 10.1103/PhysRevLett.120.051102 . ПМИД 29481169 . S2CID 3757868 .
- ^ Ниикура, Хироко (1 апреля 2019 г.). «Ограничения микролинзирования первичных черных дыр по данным наблюдений Subaru/HSC Andromeda». Природная астрономия . 3 (6): 524–534. arXiv : 1701.02151 . Бибкод : 2019НатАс...3..524Н . дои : 10.1038/s41550-019-0723-1 . S2CID 118986293 .
- ^ Кац, Андрей; Копп, Иоахим; Сибиряков, Сергей; Сюэ, Вэй (5 декабря 2018 г.). «Возвращение к фемтолинзированию темной материей» . Журнал космологии и физики астрочастиц . 2018 (12): 005. arXiv : 1807.11495 . Бибкод : 2018JCAP...12..005K . дои : 10.1088/1475-7516/2018/12/005 . ISSN 1475-7516 . S2CID 119215426 .
- ^ Монтеро-Камачо, Пауло; Фанг, Сяо; Васкес, Габриэль; Сильва, Макана; Хирата, Кристофер М. (23 августа 2019 г.). «Пересмотр ограничений на первичные черные дыры астероидной массы как кандидатов на темную материю». Журнал космологии и физики астрочастиц . 2019 (8): 031. arXiv : 1906.05950 . Бибкод : 2019JCAP...08..031M . дои : 10.1088/1475-7516/2019/08/031 . ISSN 1475-7516 . S2CID 189897766 .
- ^ Силк, Джозеф (2000). «IX» . Большой взрыв: Третье издание . Генри Холт и компания. ISBN 978-0-8050-7256-3 .
- ^ Бэмби, Козимо; Д. Долгов, Александр (2016). Введение в космологию частиц . UNITEXT по физике. Шпрингер Берлин, Гейдельберг. п. 178. дои : 10.1007/978-3-662-48078-6 . ISBN 978-3-662-48078-6 .
- ^ Витторио, Н.; Дж. Силк (1984). «Мелкомасштабная анизотропия космического микроволнового фона во Вселенной, где доминирует холодная темная материя». Письма астрофизического журнала . 285 : L39–L43. Бибкод : 1984ApJ...285L..39V . дои : 10.1086/184361 .
- ^ Умемура, Масаюки; Сатору Икеучи (1985). «Формирование субгалактических объектов внутри двухкомпонентной темной материи». Астрофизический журнал . 299 : 583–592. Бибкод : 1985ApJ...299..583U . дои : 10.1086/163726 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Дэвис, М.; Эфстатиу, Г.; Френк, CS; Уайт, СДМ (15 мая 1985 г.). «Эволюция крупномасштабной структуры во Вселенной, в которой доминирует холодная темная материя». Астрофизический журнал . 292 : 371–394. Бибкод : 1985ApJ...292..371D . дои : 10.1086/163168 .
- ^ Хокинс, MRS (2011). «Доводы в пользу первичных черных дыр как темной материи». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 415 (3): 2744–2757. arXiv : 1106.3875 . Бибкод : 2011MNRAS.415.2744H . дои : 10.1111/j.1365-2966.2011.18890.x . S2CID 119261917 .
- ^ Ханссон, Дж.; Сандин, Ф. (2005). «Преоновые звезды: новый класс космических компактных объектов». Буквы по физике Б. 616 (1–2): 1–7. arXiv : astro-ph/0410417 . Бибкод : 2005PhLB..616....1H . дои : 10.1016/j.physletb.2005.04.034 . S2CID 119063004 .
- ^ Юнгман, Джерард; Камионковски, Марк; Грист, Ким (1 марта 1996 г.). «Суперсимметричная темная материя». Отчеты по физике . 267 (5–6): 195–373. arXiv : hep-ph/9506380 . Бибкод : 1996PhR...267..195J . дои : 10.1016/0370-1573(95)00058-5 . S2CID 119067698 .
- ^ Дуань, Хуайюй; Фуллер, Джордж М.; Цянь, Юн-Чжун (23 ноября 2010 г.). «Коллективные нейтринные колебания» . Ежегодный обзор ядерной науки и науки о элементарных частицах . 60 (1): 569–594. arXiv : 1001.2799 . Бибкод : 2010ARNPS..60..569D . дои : 10.1146/annurev.nucl.012809.104524 . ISSN 0163-8998 . S2CID 118656162 .
- ^ «Нейтрино как темная материя» . Astro.ucla.edu. 21 сентября 1998 года . Проверено 6 января 2011 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Бакли, Мэтью Р.; Дифранцо, Энтони (1 февраля 2018 г.). «Краткий обзор: способ охладить темную материю» . Письма о физических отзывах . 120 (5): 051102. arXiv : 1707.03829 . Бибкод : 2018PhRvL.120e1102B . doi : 10.1103/PhysRevLett.120.051102 . ПМИД 29481169 . S2CID 3757868 . Архивировано из оригинала 26 октября 2020 года.
- ^ «Существуют ли темные звезды или темные галактики, состоящие из темной материи?» . Спросите астронома. любопытный.astro.cornell.edu . Корнеллский университет . Архивировано из оригинала 2 марта 2015 года.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Сигел, Итан (28 октября 2016 г.). «Почему темная материя не образует черные дыры?» . Форбс .
- ^ Гейтскелл, Ричард Дж. (2004). «Прямое обнаружение темной материи» . Ежегодный обзор ядерной науки и науки о элементарных частицах . 54 : 315–359. Бибкод : 2004ARNPS..54..315G . дои : 10.1146/annurev.nucl.54.070103.181244 . S2CID 11316578 .
- ^ «Нейтралино Тёмная Материя» . Проверено 26 декабря 2011 г. Грист, Ким. «Слабаки и МАЧО» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 23 сентября 2006 г. Проверено 26 декабря 2011 г.
- ^ Франческа Чадха-Дэй; Джон Эллис; Дэвид Дж. Э. Марш (23 февраля 2022 г.). «Аксионная темная материя: что это такое и почему именно сейчас?» . Достижения науки . 8 (8): eabj3618. arXiv : 2105.01406 . Бибкод : 2022SciA....8J3618C . дои : 10.1126/sciadv.abj3618 . ПМЦ 8865781 . ПМИД 35196098 .
- ^ Дрис, М.; Гербье, Г. (2015). «Темная материя» (PDF) . Подбородок. Физ. С. 38 : 090001. Архивировано (PDF) из оригинала 22 июля 2016 года.
- ^ Бернабей, Р.; Белли, П.; Капелла, Ф.; Черулли, Р.; Дай, CJ; д'Анджело, А.; и др. (2008). «Первые результаты DAMA/LIBRA и объединенные результаты DAMA/NaI». Евро. Физ. Джей Си . 56 (3): 333–355. arXiv : 0804.2741 . Бибкод : 2008EPJC...56..333B . doi : 10.1140/epjc/s10052-008-0662-y . S2CID 14354488 .
- ^ Друкиер, А.; Фриз, К.; Спергель, Д. (1986). «Обнаружение кандидатов в холодную темную материю». Физический обзор D . 33 (12): 3495–3508. Бибкод : 1986PhRvD..33.3495D . дои : 10.1103/PhysRevD.33.3495 . ПМИД 9956575 .
- ^ Дэвис, Джонатан Х. (2015). «Прошлое и будущее прямого обнаружения светлой темной материи». Межд. Дж. Мод. Физ. А. 30 (15): 1530038. arXiv : 1506.03924 . Бибкод : 2015IJMPA..3030038D . дои : 10.1142/S0217751X15300380 . S2CID 119269304 .
- ^ Априле, Э. (2017). «Поиск электронной модуляции скорости событий отдачи с использованием данных XENON100 за 4 года». Физ. Преподобный Летт . 118 (10): 101101. arXiv : 1701.00769 . Бибкод : 2017PhRvL.118j1101A . doi : 10.1103/PhysRevLett.118.101101 . ПМИД 28339273 . S2CID 206287497 .
- ^ Стоунбрейкер, Алан (3 января 2014 г.). «Синопсис: Ветер темной материи колеблется в зависимости от времени года». Физика – Конспекты . Американское физическое общество . doi : 10.1103/PhysRevLett.112.011301 .
- ^ Ли, Сэмюэл К.; Лисанти, Мариангела; Питер, Анника Х.Г.; Сафди, Бенджамин Р. (3 января 2014 г.). «Влияние гравитационной фокусировки на годовую модуляцию в экспериментах по прямому обнаружению темной материи». Физ. Преподобный Летт . 112 (1): 011301 [5 страниц]. arXiv : 1308.1953 . Бибкод : 2014PhRvL.112a1301L . doi : 10.1103/PhysRevLett.112.011301 . ПМИД 24483881 . S2CID 34109648 .
- ^ Группа «Тёмная материя». «Введение в темную материю» . Исследование темной материи . Шеффилд: Университет Шеффилда. Архивировано из оригинала 29 июля 2020 года . Проверено 7 января 2014 г.
- ^ «Дуновение ветра» . Новости Кавли . Шеффилд: Фонд Кавли . Архивировано из оригинала 7 октября 2020 года . Проверено 7 января 2014 г.
Ученые из Кавли Массачусетского технологического института работают над... инструментом для отслеживания движения темной материи.
- ^ «Темная материя еще темнее, чем когда-то считалось» . Научный институт космического телескопа . Проверено 16 июня 2015 г.
- ^ Бертоне, Джанфранко (2010). «Темная материя в центрах галактик» . Частица темной материи: наблюдения, модели и поиски . Издательство Кембриджского университета. стр. 83–104. arXiv : 1001.3706 . Бибкод : 2010arXiv1001.3706M . ISBN 978-0-521-76368-4 .
- ^ Эллис, Дж.; Флорес, РА; Фриз, К.; Ритц, С.; Секель, Д.; Силк, Дж. (1988). «Ограничения космических лучей на аннигиляцию реликтовых частиц в галактическом гало» (PDF) . Буквы по физике Б. 214 (3): 403–412. Бибкод : 1988PhLB..214..403E . дои : 10.1016/0370-2693(88)91385-8 . Архивировано (PDF) из оригинала 28 июля 2018 года.
- ^ Фриз, К. (1986). «Могут ли скалярные нейтрино или массивные нейтрино Дирака быть недостающей массой?». Буквы по физике Б. 167 (3): 295–300. Бибкод : 1986PhLB..167..295F . дои : 10.1016/0370-2693(86)90349-7 .
- ^ Сокол, Джошуа; и др. (20 февраля 2016 г.). «Сёрфинг по гравитационным волнам» . Новый учёный . № 3061.
- ^ «Детектор гравитационных волн обнаружил темную материю?» . Университет Джонса Хопкинса. 15 июня 2016 г. Проверено 20 июня 2015 г.
Хотя их существование не было установлено с уверенностью, в прошлом первичные черные дыры предлагались в качестве возможного решения загадки темной материи. Однако из-за того, что доказательств их существования так мало, гипотеза о первичных черных дырах и темной материи не получила широкого распространения среди ученых. Однако результаты LIGO вновь открывают перспективу, особенно потому, что объекты, обнаруженные в этом эксперименте, соответствуют массе, предсказанной для темной материи. Согласно предсказаниям, сделанным учеными в прошлом, при условии, что условия зарождения Вселенной привели к появлению многих из этих первичных черных дыр, распределенных примерно равномерно во Вселенной и группирующихся в ореолах вокруг галактик. Все это сделало бы их хорошими кандидатами на роль темной материи.
- ^ Птица, Симеон; Чолис, Иллиан (2016). «Обнаружил ли LIGO темную материю?». Письма о физических отзывах . 116 (20): 201301. arXiv : 1603.00464 . Бибкод : 2016PhRvL.116t1301B . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.201301 . ПМИД 27258861 . S2CID 23710177 .
- ^ Стекер, ФРВ; Хантер, С.; Книффен, Д. (2008). «Вероятная причина аномалии EGRET ГэВ и ее последствия». Астрофизика частиц . 29 (1): 25–29. arXiv : 0705.4311 . Бибкод : 2008APh....29...25S . doi : 10.1016/j.astropartphys.2007.11.002 . S2CID 15107441 .
- ^ Этвуд, ВБ; Абдо, А.А.; Акерманн, М.; Альтхаус, В.; Андерсон, Б.; Аксельссон, М.; и др. (2009). «Телескоп большой площади в рамках миссии космического гамма-телескопа Ферми». Астрофизический журнал . 697 (2): 1071–1102. arXiv : 0902.1089 . Бибкод : 2009ApJ...697.1071A . дои : 10.1088/0004-637X/697/2/1071 . S2CID 26361978 .
- ^ «Физики возобновили охоту на темную материю в сердце Млечного Пути» . www.science.org . 12 ноября 2019 года . Проверено 9 мая 2023 г.
- ^ Венигер, Кристоф (2012). «Предварительная гамма-линия от аннигиляции темной материи на телескопе большой площади Ферми». Журнал космологии и физики астрочастиц . 2012 (8): 7. arXiv : 1204.2797 . Бибкод : 2012JCAP...08..007W . дои : 10.1088/1475-7516/2012/08/007 . S2CID 119229841 .
- ^ Картлидж, Эдвин (24 апреля 2012 г.). «Гамма-лучи намекают на темную материю» . Институт физики . Проверено 23 апреля 2013 г.
- ^ Альберт, Дж.; Алиу, Э.; Андерхуб, Х.; Анторанц, П.; Бэкес, М.; Байшерас, К.; и др. (2008). «Верхний предел гамма-излучения выше 140 ГэВ из карликовой сфероидальной галактики Драко». Астрофизический журнал . 679 (1): 428–431. arXiv : 0711.2574 . Бибкод : 2008ApJ...679..428A . дои : 10.1086/529135 . S2CID 15324383 .
- ^ Алексич, Ю.; Антонелли, Луизиана; Анторанц, П.; Бэкес, М.; Байшерас, К.; Балестра, С.; и др. (2010). «Наблюдение скопления галактик Персея с помощью волшебного гамма-телескопа: последствия для космических лучей, темной материи и NGC 1275». Астрофизический журнал . 710 (1): 634–647. arXiv : 0909.3267 . Бибкод : 2010ApJ...710..634A . дои : 10.1088/0004-637X/710/1/634 . S2CID 53120203 .
- ^ Адриани, О.; Барбарино, GC; Базилевская, Г.А.; Беллотти, Р.; Боэзио, М.; Богомолов Е.А.; и др. (2009). «Аномальное содержание позитронов в космических лучах с энергиями 1,5–100 ГэВ». Природа . 458 (7238): 607–609. arXiv : 0810.4995 . Бибкод : 2009Natur.458..607A . дои : 10.1038/nature07942 . ПМИД 19340076 . S2CID 11675154 .
- ^ Агилар, М.; и др. (Сотрудничество AMS) (3 апреля 2013 г.). «Первый результат работы альфа-магнитного спектрометра на Международной космической станции: прецизионное измерение доли позитронов в первичных космических лучах 0,5–350 ГэВ» . Письма о физических отзывах . 110 (14): 141102. Бибкод : 2013PhRvL.110n1102A . doi : 10.1103/PhysRevLett.110.141102 . hdl : 1721.1/81241 . ПМИД 25166975 .
- ^ Сотрудничество AMS (3 апреля 2013 г.). «Первый результат эксперимента с альфа-магнитным спектрометром» . Архивировано из оригинала 8 апреля 2013 года . Проверено 3 апреля 2013 г.
- ^ Хейлприн, Джон; Боренштейн, Сет (3 апреля 2013 г.). «Ученые нашли намек на темную материю в космосе» . Ассошиэйтед Пресс . Проверено 3 апреля 2013 г.
- ^ Амос, Джонатан (3 апреля 2013 г.). «Альфа-магнитный спектрометр исследует темную материю» . Би-би-си . Проверено 3 апреля 2013 г.
- ^ Перротто, Трент Дж.; Байерли, Джош (2 апреля 2013 г.). «Телебрифинг НАСА обсуждает результаты альфа-магнитного спектрометра» . НАСА . Проверено 3 апреля 2013 г.
- ^ До свидания, Деннис (3 апреля 2013 г.). «Новые разгадки тайны темной материи» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 1 января 2022 года . Проверено 3 апреля 2013 г.
- ^ Кейн, Г.; Уотсон, С. (2008). «Темная материя и БАК: какая связь?». Буквы по современной физике А. 23 (26): 2103–2123. arXiv : 0807.2244 . Бибкод : 2008МПЛА...23.2103К . дои : 10.1142/S0217732308028314 . S2CID 119286980 .
- ^ Фокс, Пи Джей; Харник, Р.; Копп, Дж.; Цай, Ю. (2011). «LEP проливает свет на темную материю». Физ. Преподобный Д. 84 (1): 014028.arXiv : 1103.0240 . Бибкод : 2011PhRvD..84a4028F . дои : 10.1103/PhysRevD.84.014028 . S2CID 119226535 .
- ^ Пиблз, PJE (декабрь 2004 г.). «Исследование общей теории относительности в масштабах космологии». Общая теория относительности и гравитация . стр. 106–117. arXiv : astro-ph/0410284 . Бибкод : 2005grg..conf..106P . дои : 10.1142/9789812701688_0010 . ISBN 978-981-256-424-5 . S2CID 1700265 .
- ^ Обзор см.: Крупа, Павел; и др. (декабрь 2012 г.). «Неудачи Стандартной модели космологии требуют новой парадигмы». Международный журнал современной физики Д. 21 (4): 1230003. arXiv : 1301.3907 . Бибкод : 2012IJMPD..2130003K . дои : 10.1142/S0218271812300030 . S2CID 118461811 .
- ^ Обзор см.: Сальваторе Капоцциелло; Мариафелисия Де Лаурентис (октябрь 2012 г.). «Проблема темной материи с точки зрения гравитации f(R)» . Аннален дер Физик . 524 (9–10): 545. Бибкод : 2012АнП...524..545С . дои : 10.1002/andp.201200109 .
- ^ «Приведение баланса во Вселенную» . Оксфордский университет. 5 декабря 2018 г.
- ^ «Привнесение баланса во Вселенную: новая теория может объяснить отсутствие 95 процентов космоса» . Физ.орг.
- ^ Фарнс, Дж. С. (2018). «Объединяющая теория темной энергии и темной материи: отрицательные массы и создание материи в модифицированной структуре ΛCDM». Астрономия и астрофизика . 620 : А92. arXiv : 1712.07962 . Бибкод : 2018A&A...620A..92F . дои : 10.1051/0004-6361/201832898 . S2CID 53600834 .
- ^ «Новая теория гравитации может объяснить темную материю» . физ.орг . Ноябрь 2016.
- ^ Мангейм, Филип Д. (апрель 2006 г.). «Альтернативы темной материи и темной энергии». Прогресс в области физики элементарных частиц и ядерной физики . 56 (2): 340–445. arXiv : astro-ph/0505266 . Бибкод : 2006ПрПНП..56..340М . дои : 10.1016/j.ppnp.2005.08.001 . S2CID 14024934 .
- ^ Джойс, Остин; и др. (март 2015 г.). «За пределами космологической стандартной модели». Отчеты по физике . 568 : 1–98. arXiv : 1407.0059 . Бибкод : 2015PhR...568....1J . дои : 10.1016/j.physrep.2014.12.002 . S2CID 119187526 .
- ^ Вильянуэва-Доминго, Пабло; Мена, Ольга; Паломарес-Руис, Серхио (2021). «Краткий обзор первичных черных дыр как темной материи» . Границы астрономии и космических наук . 8 : 87. arXiv : 2103.12087 . Бибкод : 2021FrASS...8...87V . дои : 10.3389/fspas.2021.681084 . ISSN 2296-987X .
- ^ Грин, Энн М.; Кавана, Брэдли Дж. (1 апреля 2021 г.). «Первичные черные дыры как кандидаты на темную материю» . Журнал физики G: Ядерная физика и физика элементарных частиц . 48 (4): 043001. arXiv : 2007.10722 . Бибкод : 2021JPhG...48d3001G . дои : 10.1088/1361-6471/abc534 . ISSN 0954-3899 . S2CID 220666201 . Проверено 17 августа 2023 г.
- ^ «Новая теория гравитации Верлинде прошла первое испытание» . 16 декабря 2016 г.
- ^ Брауэр, Марго М.; и др. (апрель 2017 г.). «Первая проверка теории возникающей гравитации Верлинде с использованием измерений слабой гравитационной линзы». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 466 (3): 2547–2559. arXiv : 1612.03034 . Бибкод : 2017MNRAS.466.2547B . дои : 10.1093/mnras/stw3192 . S2CID 18916375 .
- ^ «Первое испытание конкурента гравитации Эйнштейна уничтожило темную материю» . 15 декабря 2016 года . Проверено 20 февраля 2017 г.
- ^ «Уникальное предсказание «модифицированной гравитации» бросает вызов темной материи» . ScienceDaily. 16 декабря 2020 г. Проверено 14 января 2021 г.
- ^ Че, Кю-Хён; и др. (20 ноября 2020 г.). «Проверка сильного принципа эквивалентности: обнаружение эффекта внешнего поля в вращательно поддерживаемых галактиках» . Астрофизический журнал . 904 (1): 51. arXiv : 2009.11525 . Бибкод : 2020ApJ...904...51C . дои : 10.3847/1538-4357/abbb96 . S2CID 221879077 .
- ^ Крамер, Джон Г. (1 июля 2003 г.). «LSST – телескоп темной материи». Аналоговая научная фантастика и факты . 123 (7/8): 96. ISSN 1059-2113 . ПроКвест 215342129 . (Требуется регистрация)
- ^ Ахерн, Джеймс (16 февраля 2003 г.). «Космические путешествия: устаревшая цель». Рекорд . п. О 02. ПроКвест 425551312 . (Требуется регистрация)
- ^ Холден, Грейс (весна 2015 г.). «Лампы накаливания: Лампочки и заговоры». Одуванчик : Журнал искусств последипломного образования и исследовательская сеть . Том. 5, нет. 2. дои : 10.16995/ddl.318 .
- ^ Гриббин, Мэри; Гриббин, Джон (2007). Наука о его темных материалах Филипа Пулмана . Детские книги случайного дома. стр. 15–30. ISBN 978-0-375-83146-1 .
- ^ Фракной, Эндрю (2019). «Научная фантастика для учёных» . Физика природы . 12 (9): 819–820. дои : 10.1038/nphys3873 . S2CID 125376175 .
- ^ Фрэнк, Адам (9 февраля 2017 г.). «Темная материя находится в нашей ДНК» . Наутилус Ежеквартально . Проверено 11 декабря 2022 г.
- ^ «Первая 3D-карта каркаса темной материи Вселенной» . www.esa.int . Проверено 23 ноября 2021 г.
- ^ Мэсси, Ричард; Роудс, Джейсон; Эллис, Ричард; Сковилл, Ник; Леото, Алекси; Финогенов, Алексей; Чапак, Питер; Бэкон, Дэвид; Оссель, Эрве; Кнейб, Жан-Поль; Кукемоер, Антон (январь 2007 г.). «Карты темной материи раскрывают космические леса» . Природа . 445 (7125): 286–290. arXiv : astro-ph/0701594 . Бибкод : 2007Natur.445..286M . дои : 10.1038/nature05497 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 17206154 . S2CID 4429955 .
- ^ «Новости CFHT – Астрономы достигают новых границ темной материи» . www.cfht.hawaii.edu . Проверено 26 ноября 2021 г.
- ^ Хейманс, Кэтрин; Ван Варбеке, Людовик; Миллер, Лэнс; Эрбен, Томас; Хильдебрандт, Хендрик; Хукстра, Хенк; Китчинг, Томас Д.; Мелье, Янник; Саймон, Патрик; Боннетт, Кристофер; Купон, Жан (21 ноября 2012 г.). «CFHTLenS: Исследование линз телескопов Канады, Франции и Гавайев: CFHTLenS» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 427 (1): 146–166. arXiv : 1210.0032 . дои : 10.1111/j.1365-2966.2012.21952.x . S2CID 24731530 .
- ^ «КиДС» . Kids.strw.leidenuniv.nl . Проверено 27 ноября 2021 г.
- ^ Куйкен, Конрад; Хейманс, Кэтрин; Хильдебрандт, Хендрик; Накадзима, Рэйко; Эрбен, Томас; Чон, Джелте Т.А.; Виола, Массимо; Чой, Ами; Хукстра, Хенк; Миллер, Лэнс; ван Уитерт, Эдо (10 октября 2015 г.). «Анализ гравитационного линзирования килоградусного обзора» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 454 (4): 3500–3532. arXiv : 1507.00738 . дои : 10.1093/mnras/stv2140 . ISSN 0035-8711 .
- ^ Университет Карнеги-Меллон (26 сентября 2018 г.). «Обзор Hyper Suprime-Cam отображает темную материю во Вселенной - Новости - Университет Карнеги-Меллон» . www.cmu.edu . Архивировано из оригинала 7 сентября 2020 года.
- ^ Хикаге, Чиаки; Огури, Масамунэ; Хамана, Такаши; Более того, Сурхуд; Мандельбаум, Рэйчел; Такада, Масахиро; Келингер, Фабиан; Миятаке, Хиронао; Нисидзава, Ацуши Дж; Айхара, Хироаки; Армстронг, Роберт (1 апреля 2019 г.). «Космология на основе спектров мощности космического сдвига с использованием данных первого года Subaru Hyper Suprime-Cam» . Публикации Астрономического общества Японии . 71 (2): 43. arXiv : 1809.09148 . дои : 10.1093/pasj/psz010 . ISSN 0004-6264 .
- ^ Джеффри, Н.; Гатти, М; Чанг, К; Уайтвей, Л; Демирбозан, У; Ковач, А; Поллина, Г; Бэкон, Д; Хамаус, Н.; Качпржак, Т; Лахав, О (25 июня 2021 г.). «Результаты третьего года исследования темной энергии: реконструкция карты масс искривленного неба со слабым линзированием» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 505 (3): 4626–4645. arXiv : 2105.13539 . дои : 10.1093/mnras/stab1495 . ISSN 0035-8711 .
- ^ Кастельвекки, Давиде (28 мая 2021 г.). «Самая подробная 3D-карта Вселенной из когда-либо созданных» . Природа : d41586–021–01466-1. дои : 10.1038/d41586-021-01466-1 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 34050347 . S2CID 235242965 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Хоссенфельдер, Сабина ; Макго, Стейси С. (август 2018 г.). «Реальна ли темная материя?». Научный американец . Том. 319, нет. 2. С. 36–43.
- Вайс, Райнер , (июль/август 2023 г.) «Темная Вселенная выходит в фокус» Scientific American , vol. 329, нет. 1, с. 7-8.
- Чирелли, Марко; Струмия, Александр; Жупан, Юре (2024). «Темная материя». arXiv : 2406.01705 .
Внешние ссылки [ править ]
- Темная материя в Керли
- Тремейн, Скотт. Лекция о темной материи (Видео). МСФО.
- Грей, Меган; Меррифилд, Майк; Коупленд, Эд (2010). Харан, Брэди (ред.). «Тёмная материя» . Шестьдесят символов . Университет Ноттингема .