Неувязка сокрытой массы
Неувязка сокрытой массы
Астрологи имеют суровые основания подозревать, что в пространстве меж галактиками может быть много труднонаблюдаемых форм материи — много сокрытой массы. Может быть, невидимые нимбы сокрытой массы окружают даже отдельные галактики.
Одним из поводов для такового подозрения являются результаты измерений масс скоплений галактик. Измерения проводятся последующим образом.
Правильные скопления имеют симметричную форму, рассредотачивание галактик в их плавненько спадает от центра к краю, и потому все есть основания считать, что скопления находятся в сбалансированном состояние когда энергия движений галактик уравновешена силой обоюдного тяготения всех масс, входящих в скопление. В данном случае, как мы уже гласили в главе о способахизмерения масс, можно найти силу тяготения, а означает, и полную массу всех видов материи, входящих в скопление, ибо они все участвуют в разработке поля тяготения.
Такое определение, выполненное, к примеру,для скопления галактик в созвездии Волосы Вероники, приводит к значению 2*1015 масс Солнца.
Но можно найти массу скопления и другим методом. Для этого нужно подсчитать полное число всех галактик, входящих в скопление, и умножить на массу средней галактики. Если так сделать, то выходит масса раз в 10 меньше, чем при определении первым методом.
Означает, в скоплении должна быть невидимая масса меж галактиками, которая и делает дополнительное поле тяготения и учитывается в первом методе, но не заходит в галактики и не учитывается во 2-м методе.
Подобные же результаты получаются и при исследовании других скоплений галактик.
Естественно, при применении обоих методов вероятны неминуемые ошибки. Но навряд ли эти ошибки настолько значительны, что могут разъяснить все расхождение в результатах. Кропотливый анализ указывает, что “свалить” всю вину за получение феноминально большой массы в скоплениях на подобные ошибки очень тяжело. Приобретенные выводы принуждают со всей серьезностью отнестись к поискам сокрытой массы, при этом не только лишь в скоплениях галактик, но я меж скоплениями. В какой форме может существовать сокрытая масса? Может быть, это межгалактический газ? Ведь объем места меж галактиками еще больше объема места, приходящегося на галактики! Потому межгалактический газ, концентрация которого хотя и много меньше, чём у газа снутри галактик, может в итоге все таки давать огромные массы.
Подчеркнем, что межгалактический газ является не единственным кандидатом в сокрытые массы. Эти массы могут быть обоснованы и другими видами материи. Такую возможность мы разберем дальше. Сейчас же вернемся к газу и поглядим, как его можно найти.
Сначала напомним, что газ во Вселенной в главном состоит из водорода. Как следует, чтоб установить наличие газа в межгалактическом пространстве, нужно находить водород. Зависимо от физических критерий газ может быть в нейтральном и ионизованном со-стояниях.
Начнем с оценки вероятного количества нейтрального водорода.
Если свет от дальнего источника идет через газ о нейтральными атомами водорода, то происходит поглощение атомами излучения на определенных частотах. По атому поглощению можно пробовать найти нейтральный водород на больших просторах меж скоплениями галактик. В качестве источников света употребляются дальние квазары. Предпринятые пробы проявили, что межгалактического водорода в нейтральном состоянии очень не достаточно. По массе его, по последней мере, в 10-ки тыщ раз меньше, чем светящегося вещества в галактиках.
Таким макаром, межгалактический газ, если он и есть, должен быть ионизованным, а означает, и очень нагретым. Как указывает анализ, для этого нужны температуры больше миллиона градусов. Не следует удивляться, что, невзирая на такую температуру, этот газ фактически невидим. Дело в том, что плотность его очень мала, газ прозрачен, испускает не достаточно видимого света. Но все таки эта ионизованная высокотемпературная плазма испускает довольно много уф-излучения и мягеньких рентгеновских лучей.
Жаркий газ можно находить по уф-излучению. Есть и другие методы поисков жаркого газа меж скоплениями.
Но все способы оказались не очень чувствительны. Жаркий газ меж скоплениями галактики до сего времени не найден. Вопрос о количестве такового газа, о том, больше ли его усредненная плотность, чем усредненная плотность вещества, входящего в галактики, остается открытым.
Обратимся сейчас к газу в скоплениях галактик. Радионаблюдения демонстрируют, что нейтрального водорода в скоплениях ничтожно не достаточно. Но при помощи рентгеновских телескопов, установленных на спутниках, был найден жаркий ионизованный газ в богатых скоплениях галактик. Оказалось, что этот газ нагрет до температуры в миллион градусов. Его полная масса может доходить до 1013 масс Солнца. Число впечатляющее, но мы лицезрели выше, что полная масса скопления в созвездии Девы еще больше — превосходит 1015 масс Солнца. Таким макаром, наличие жаркого газа в скоплениях никак не исчерпывает трудности сокрытой массы.
Пару лет вспять у этой несчастной трудности выявился очередной нюанс.
В ближайшее время возникает больше приверженцев идеи о том, что галактики могут быть окружены большими громоздкими коронами слабо светящихся объектов, которые по их свечению найти очень тяжело. Это могут быть, к примеру, звезды низкой светимости. Масса короны должна оказывать влияние на движение миниатюрных галактик — спутников основной галактики. Конкретно по этому воздействию и пробуют найти в текущее время короны галактик. Может быть, что учет этих корон значительно изменит оценку масс галактик в скоплениях и решит делему сокрытой массы. Но в текущее время вопрос о коронах галактик еще не решен.
Нам остается еще разобрать вопрос об экзотичных кандидатах на роль сокрытой массы, таких, как нейтрино, гравитационные волны, также другие виды материи. К схожим экзотичным способностям мы вернемся в главе “Нейтринная Вселенная”.
Пока же подведем результат.
Общая масса светящейся материи недостаточна, чтоб ее тяготение затормозило расширение Вселенной и направило его в сжатие. О сокрытой массе мы пока знаем очень не достаточно. Если она и есть, то ее приблизительно столько, чтоб сделать общую плотность материи во Вселенной равной критичной, может быть, чуток больше.
Скорее всего, нашей Вселенной предстоит расширение неограниченное либо очень огромное время в дальнейшем.
Новиков И.Д.