చీకటి పదార్థం కాంతిని విడుదల చేయదు లేదా గ్రహించదు, ఆచరణాత్మకంగా "సాధారణ" పదార్థంతో సంకర్షణ చెందదు, శాస్త్రవేత్తలు ఇంకా ఒక్క "చీకటి" కణాన్ని పట్టుకోలేకపోయారు. కానీ అది లేకుండా మనకు తెలిసిన విశ్వం ఉనికిలో లేదు, మరియు మనం కూడా. అక్టోబరు 31న జరుపుకునే డార్క్ మ్యాటర్ రోజున (చీకటి మరియు అంతుచిక్కని పదార్ధం గౌరవార్థం వేడుకను జరుపుకోవడానికి ఇది సరైన సమయమని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు నిర్ణయించారు), N + 1డార్క్ మేటర్ అంటే ఏమిటి మరియు ఎందుకు అంత ముఖ్యమైనది అని లెబెదేవ్ ఫిజికల్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ యొక్క ఆస్ట్రోస్పేస్ సెంటర్‌లోని సైద్ధాంతిక ఖగోళ భౌతిక శాస్త్ర విభాగం అధిపతి ఆండ్రీ డోరోష్‌కెవిచ్ అడిగారు.

N + 1: డార్క్ మేటర్ నిజంగా ఉనికిలో ఉందని శాస్త్రవేత్తలు ఎంత నమ్మకంగా ఉన్నారు?

ఆండ్రీ డోరోష్కెవిచ్:ప్రధాన సాక్ష్యం అవశేష రేడియేషన్‌లో హెచ్చుతగ్గుల పరిశీలనలు, అంటే, వ్యోమనౌక WMAP మరియు గత 15 సంవత్సరాలుగా "" పొందిన ఫలితాలు.

వారు అధిక ఖచ్చితత్వంతో కాస్మిక్ మైక్రోవేవ్ బ్యాక్‌గ్రౌండ్, అంటే రెలిక్ రేడియేషన్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత యొక్క కలవరాన్ని కొలుస్తారు. అయనీకరణం చేయబడిన హైడ్రోజన్ తటస్థ పరమాణువులుగా మారినప్పుడు, పునఃకలయిక యుగం నుండి ఈ ఆటంకాలు మనుగడలో ఉన్నాయి.

ఈ కొలతలు హెచ్చుతగ్గుల ఉనికిని చూపించాయి, చాలా చిన్నది, కెల్విన్‌లో పదివేల వంతు. కానీ వారు ఈ డేటాను సైద్ధాంతిక నమూనాలతో పోల్చడం ప్రారంభించినప్పుడు, వారు కృష్ణ పదార్థం యొక్క ఉనికిని మినహాయించి ఏ విధంగానూ వివరించలేని ముఖ్యమైన తేడాలను కనుగొన్నారు. దీనికి ధన్యవాదాలు, వారు విశ్వంలోని చీకటి మరియు సాధారణ పదార్థం యొక్క భాగాన్ని శాతాల ఖచ్చితత్వంతో లెక్కించగలిగారు.

ప్లాంక్ టెలిస్కోప్ నుండి డేటా కనిపించడానికి ముందు మరియు తరువాత విశ్వంలో పదార్థం యొక్క పంపిణీ (ఎడమ నుండి కుడికి)

శాస్త్రవేత్తలు కనిపించని మరియు కనిపించని కృష్ణ పదార్థాన్ని వదిలించుకోవడానికి అనేక ప్రయత్నాలు చేశారు, MOND వంటి సవరించిన గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతాలను సృష్టించారు, ఇది గమనించిన ప్రభావాలను వివరించడానికి ప్రయత్నిస్తుంది. డార్క్ మ్యాటర్ మోడల్‌లకు ఎందుకు ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది?

పరిస్థితి చాలా సులభం: ఆధునిక ఐన్స్టీన్ యొక్క గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతం భూసంబంధమైన ప్రమాణాలపై బాగా పనిచేస్తుంది, ఈ సిద్ధాంతానికి అనుగుణంగా ఉపగ్రహాలు ఎగురుతాయి. మరియు ఇది కాస్మోలాజికల్ స్థాయిలో చాలా బాగా పనిచేస్తుంది. మరియు గురుత్వాకర్షణను మార్చే అన్ని ఆధునిక నమూనాలు ప్రతిదీ వివరించలేవు. వారు న్యూటన్ నియమంలోకి కొత్త స్థిరాంకాలను ప్రవేశపెడతారు, ఇది గెలాక్సీల స్థాయిలో కృష్ణ పదార్థం యొక్క ఉనికి యొక్క ప్రభావాలను వివరించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది, కానీ విశ్వవ్యాప్త స్థాయిలో మిస్ అవుతుంది.

గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఆవిష్కరణ ఇక్కడ సహాయపడగలదా? బహుశా ఇది కొన్ని సిద్ధాంతాలను విస్మరించడానికి సహాయపడుతుందా?

ఇప్పుడు ఏమి కొలిచారు గురుత్వాకర్షణ తరంగాలువిపరీతమైన సాంకేతికత, శాస్త్రీయమైనది కాదు, విజయం. బైనరీ పల్సర్ నుండి గురుత్వాకర్షణ రేడియేషన్ కనుగొనబడినప్పుడు (పరోక్షంగా) వారి ఉనికి 40 సంవత్సరాల క్రితం తెలిసింది. గురుత్వాకర్షణ తరంగాల పరిశీలనలు కాల రంధ్రాల ఉనికిని మరోసారి ధృవీకరించాయి, అయినప్పటికీ మనం ఇంతకు ముందు సందేహించలేదు, కానీ ఇప్పుడు మనకు దీనికి ఎక్కువ లేదా తక్కువ ప్రత్యక్ష సాక్ష్యం ఉంది.

ప్రభావం యొక్క రూపం, శక్తిని బట్టి గురుత్వాకర్షణ తరంగాలలో మార్పులు, మనకు చాలా ఇవ్వగలవు ఉపయోగపడే సమాచారం, అయితే గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతాలను మెరుగుపరచడానికి తగినంత డేటాను సేకరించే వరకు మనం మరో ఐదు నుండి పది సంవత్సరాలు వేచి ఉండాలి.

డార్క్ మేటర్ గురించి శాస్త్రవేత్తలు ఎలా తెలుసుకున్నారు

1933లో ఖగోళ శాస్త్రవేత్త ఫ్రిట్జ్ జ్వికీ కోమా బెరెనికా రాశిలో ఉన్న క్లస్టర్‌లోని గెలాక్సీల వేగం పంపిణీని అధ్యయనం చేసినప్పుడు కృష్ణ పదార్థం చరిత్ర ప్రారంభమైంది. క్లస్టర్‌లోని గెలాక్సీలు చాలా వేగంగా కదులుతున్నాయని మరియు కనిపించే పదార్థాన్ని మాత్రమే పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, క్లస్టర్ స్థిరంగా ఉండదని అతను కనుగొన్నాడు - గెలాక్సీలు వేర్వేరు దిశల్లో చెల్లాచెదురుగా ఉంటాయి.

ఫిబ్రవరి 16, 1933న ప్రచురించబడిన ఒక కథనంలో, అవి ఒక అదృశ్య గురుత్వాకర్షణ పదార్ధం - డంకిల్ మెటీరీ ద్వారా కలిసి ఉన్నాయని జ్వికీ సూచించాడు.

కొద్దిసేపటి తరువాత, గెలాక్సీల "కనిపించే" ద్రవ్యరాశి మరియు వాటి చలన పారామితుల మధ్య వ్యత్యాసం ఇతర ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలచే నిర్ధారించబడింది.

1958లో, సోవియట్ ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్త విక్టర్ అంబర్త్సుమ్యాన్ జ్వికీ పారడాక్స్‌కు తన స్వంత పరిష్కారాన్ని ప్రతిపాదించాడు. అతని అభిప్రాయం ప్రకారం, గెలాక్సీ సమూహాలు గురుత్వాకర్షణ శక్తిని కలిగి ఉండే ఏ అదృశ్య పదార్థాన్ని కలిగి ఉండవు. సమూహాలు క్షీణిస్తున్నప్పుడు మేము వాటిని గమనిస్తున్నాము. అయినప్పటికీ, చాలా మంది ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు ఈ వివరణను అంగీకరించలేదు, ఎందుకంటే ఈ సందర్భంలో క్లస్టర్ల జీవితకాలం ఒక బిలియన్ సంవత్సరాల కంటే ఎక్కువ ఉండదు మరియు విశ్వం యొక్క జీవితకాలం పది రెట్లు ఎక్కువ ఉన్నందున, ఈ రోజు వరకు సమూహాలు మిగిలి ఉండవు. .

డార్క్ మేటర్ గురించిన సాంప్రదాయిక జ్ఞానం ఏమిటంటే ఇది WIMP లు (WIMPలు) కలిగి ఉంటుంది, ఇది సాధారణ పదార్థం యొక్క కణాలతో సంకర్షణ చెందని భారీ కణాలు. వారి ఆస్తుల గురించి ఏమి చెప్పవచ్చు?

అవి చాలా పెద్ద ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉన్నాయి - మరియు దాదాపు అంతే, మేము ఖచ్చితమైన ద్రవ్యరాశిని కూడా పేర్కొనలేము. అవి ఢీకొనకుండా చాలా దూరాలను కవర్ చేస్తాయి, కానీ వాటిలో సాంద్రత కలతలు సాపేక్షంగా చిన్న ప్రమాణాలపై కూడా క్షీణించవు - మరియు ఈ రోజు మనకు నమూనాల కోసం ఇది మాత్రమే అవసరం.

రెలిక్ రేడియేషన్ పెద్ద ప్రమాణాల కోసం, గెలాక్సీ క్లస్టర్ల ప్రమాణాల కోసం డార్క్ మేటర్ యొక్క లక్షణాలను అందిస్తుంది. కానీ చిన్న గెలాక్సీల స్థాయికి "అవరోహణ" చేయడానికి, మేము సైద్ధాంతిక నమూనాలను ఉపయోగించవలసి వస్తుంది.

చిన్న గెలాక్సీల ఉనికి, సాపేక్షంగా చిన్న స్థాయిలో కూడా, బిగ్ బ్యాంగ్ తర్వాత కొద్దికాలానికే ఉద్భవించిన అసమానతలు ఉన్నాయని సూచిస్తున్నాయి. ఇటువంటి అవకతవకలు మసకబారుతాయి, సున్నితంగా మారవచ్చు, కానీ అవి చిన్న గెలాక్సీల స్థాయిలో మసకబారలేదని మనకు ఖచ్చితంగా తెలుసు. ఈ అవాంతరాలు కొనసాగాలంటే ఈ డార్క్ మేటర్ కణాలు తప్పనిసరిగా అటువంటి లక్షణాలను కలిగి ఉండాలని ఇది సూచిస్తుంది.

డార్క్ మేటర్ వల్ల మాత్రమే నక్షత్రాలు ఉత్పన్నమవుతాయని చెప్పడం సరైనదేనా?

నిజంగా కాదు. కృష్ణ పదార్థం లేకుండా, గెలాక్సీలు తలెత్తలేవు మరియు నక్షత్రాలు గెలాక్సీల వెలుపల ఏర్పడవు. కృష్ణ పదార్థంలా కాకుండా, బేరియన్లు ఎల్లప్పుడూ వేడిగా ఉంటాయి, అవి రెలిక్ రేడియేషన్‌తో సంకర్షణ చెందుతాయి. అందువల్ల, వారు తమను తాము నక్షత్రాలుగా సేకరించలేరు, నక్షత్ర ద్రవ్యరాశి బార్యోన్ల గురుత్వాకర్షణ వాటి ఒత్తిడిని అధిగమించదు.

కృష్ణ పదార్థం యొక్క కణాలు కనిపించని సిమెంట్ లాగా పనిచేస్తాయి, ఇది బార్యాన్‌లను గెలాక్సీలలోకి లాగుతుంది, ఆపై వాటిలో నక్షత్రాల నిర్మాణం ప్రక్రియ ప్రారంభమవుతుంది. బేరియన్ల కంటే ఆరు రెట్లు ఎక్కువ డార్క్ మేటర్ ఉంది, అది "డైరెక్ట్" చేస్తుంది మరియు బేరియన్లు మాత్రమే దానిని అనుసరిస్తాయి.

జినాన్ డార్క్ మ్యాటర్ పార్టికల్ డిటెక్టర్ XENON1T

Xenon100 సహకారం

మన చుట్టూ చాలా చీకటి పదార్థం ఉందా?

ఇది ప్రతిచోటా ఉంది, ఇది ఎంత అనే ప్రశ్న మాత్రమే. మన గెలాక్సీలో డార్క్ మ్యాటర్ ద్రవ్యరాశి 10 శాతం కంటే కొంచెం తక్కువగా ఉంటుందని నమ్ముతారు.

కానీ ఇప్పటికే గెలాక్సీ పరిసరాల్లో ఎక్కువ డార్క్ మేటర్ ఉంది, మన చుట్టూ మరియు ఇతరుల చుట్టూ ఉన్న సంకేతాలను మనం చూడవచ్చు. నక్షత్ర వ్యవస్థలు... వాస్తవానికి, మేము దానిని బేరియన్‌లకు కృతజ్ఞతలుగా చూస్తాము, మేము వాటిని గమనిస్తాము మరియు కృష్ణ పదార్థం ఉండటం వల్ల మాత్రమే అవి అక్కడ "అంటుకొని" ఉన్నాయని మేము అర్థం చేసుకున్నాము.

శాస్త్రవేత్తలు కృష్ణ పదార్థం కోసం ఎలా శోధిస్తున్నారు

1980ల చివరి నుండి, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు వ్యక్తిగత కృష్ణ పదార్థ కణాల ఘర్షణలను సంగ్రహించే ప్రయత్నంలో లోతైన భూగర్భంలో ప్రయోగాలు చేస్తున్నారు. గత 15 సంవత్సరాలలో, ఈ ప్రయోగాల యొక్క సామూహిక సున్నితత్వం విపరీతంగా పెరిగింది, ప్రతి సంవత్సరం సగటున రెట్టింపు అవుతుంది. రెండు ప్రధాన సహకారాలు, XENON మరియు PandaX-II, ఇటీవల కొత్త, మరింత సున్నితమైన డిటెక్టర్‌లను ప్రారంభించాయి.

వాటిలో మొదటిది ప్రపంచంలోనే అతిపెద్ద డార్క్ మ్యాటర్ డిటెక్టర్ XENON1Tని నిర్మించింది. ఇది 10-మీటర్ల ఎత్తైన నీటి ట్యాంక్‌లో ఉంచబడిన 2,000-కిలోగ్రాముల ద్రవ జినాన్ లక్ష్యాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. ఇవన్నీ గ్రాన్ సాస్సో నేషనల్ లాబొరేటరీ (ఇటలీ) వద్ద 1.4 కిలోమీటర్ల లోతులో భూగర్భంలో ఉన్నాయి. PandaX-II యూనిట్ చైనీస్ ప్రావిన్స్ సిచువాన్‌లో 2.4 కిలోమీటర్ల లోతులో ఖననం చేయబడింది మరియు 584 కిలోగ్రాముల ద్రవ జినాన్‌ను కలిగి ఉంది.

రెండు ప్రయోగాలు జినాన్‌ను ఉపయోగిస్తాయి ఎందుకంటే ఇది చాలా జడమైనది, ఇది శబ్ద స్థాయిలను తక్కువగా ఉంచడంలో సహాయపడుతుంది. అదనంగా, జినాన్ పరమాణువుల కేంద్రకాలు సాపేక్షంగా భారీగా ఉంటాయి (ఒక కేంద్రకంలో సగటున 131 న్యూక్లియోన్‌లను కలిగి ఉంటాయి), ఇది కృష్ణ పదార్థ కణాల కోసం "పెద్ద" లక్ష్యాన్ని అందిస్తుంది. ఈ కణాలలో ఒకటి జినాన్ పరమాణువు యొక్క కేంద్రకంతో ఢీకొంటే, అది కాంతి యొక్క మందమైన కానీ గ్రహించదగిన ఫ్లాష్‌ను (సింటిలేషన్) మరియు ఎలెక్ట్రిక్ చార్జ్ ఏర్పడేలా చేస్తుంది. అటువంటి సంఘటనలను తక్కువ సంఖ్యలో గమనించడం వలన కృష్ణ పదార్థం యొక్క స్వభావంపై ముఖ్యమైన డేటాను అందించవచ్చు.

ఇప్పటివరకు, ఇవి లేదా మరే ఇతర ప్రయోగాలు కృష్ణ పదార్థ కణాలను గుర్తించడంలో విజయవంతం కాలేదు, అయితే ఈ నిశ్శబ్దం సాధారణ కణాలతో కృష్ణ పదార్థ కణాల ఢీకొనే సంభావ్యతపై గరిష్ట పరిమితిని ఏర్పాటు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు.

కృష్ణ పదార్థం యొక్క కణాలు సాధారణ పదార్థం యొక్క కణాల వలె సమూహాలను ఏర్పరుస్తాయా?

వారు చేయగలరు, కానీ మొత్తం ప్రశ్న ఏమిటంటే సాంద్రత ఏమిటి. ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రం మరియు గెలాక్సీల దృక్కోణం నుండి, అవి దట్టమైన వస్తువులు, వాటి సాంద్రత ఒక క్యూబిక్ సెంటీమీటర్‌కు ఒక ప్రోటాన్ క్రమంలో ఉంటుంది మరియు నక్షత్రాలు దట్టమైన వస్తువులు, సాంద్రతతో ఒక క్యూబిక్ సెంటీమీటర్‌కు గ్రాము. కానీ వాటి మధ్య 24 ఆర్డర్‌ల మాగ్నిట్యూడ్ తేడా ఉంది. సాధారణంగా, డార్క్ మేటర్ మేఘాలు "గెలాక్సీ" సాంద్రతను కలిగి ఉంటాయి.

కృష్ణ పదార్థ కణాల కోసం అనేక శోధనలకు ఏవైనా అవకాశాలు ఉన్నాయా?

వారు న్యూట్రినోలతో చేసినట్లుగా, సాధారణ పదార్థం యొక్క పరమాణువులతో కృష్ణ పదార్థం యొక్క వ్యక్తిగత కణాల పరస్పర చర్యలను పట్టుకోవడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. కానీ వాటిని పట్టుకోవడం చాలా కష్టం, అది అస్సలు సాధ్యమవుతుందనేది వాస్తవం కాదు.

CERN వద్ద ఉన్న CAST (CERN Axion సోలార్ టెలిస్కోప్) టెలిస్కోప్ ఊహాజనిత కణాల కోసం వెతుకుతోంది - అక్షాంశాలు, వీటిలో కృష్ణ పదార్థం కంపోజ్ చేయబడవచ్చు.

బహుశా కృష్ణ పదార్థం సాధారణంగా "అద్దం" అని పిలవబడే కణాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది సూత్రప్రాయంగా, వాటి గురుత్వాకర్షణ ద్వారా మాత్రమే గమనించబడుతుంది. రెండవ "మిర్రర్" యూనివర్స్ యొక్క పరికల్పన అర్ధ శతాబ్దం క్రితం ప్రతిపాదించబడింది, ఇది ఒక రకమైన వాస్తవికతను రెట్టింపు చేయడం.

విశ్వోద్భవ శాస్త్రం నుండి మాత్రమే మనకు నిజమైన పరిశీలనలు ఉన్నాయి.

సెర్గీ కుజ్నెత్సోవ్ ఇంటర్వ్యూ చేసారు

మాస్కో, అక్టోబర్ 31 - RIA నోవోస్టి, ఓల్గా కొలెంట్సోవా.శాస్త్రవేత్తల లెక్కల ప్రకారం, విశ్వం 95% పదార్థంతో కూడి ఉంది, ఇది మానవులు ఇంకా అన్వేషించబడలేదు: 70% చీకటి శక్తి మరియు 25% కృష్ణ పదార్థం. మొదటిది సున్నా కాని శక్తితో కూడిన ఒక రకమైన ఫీల్డ్ అని భావించబడుతుంది, అయితే రెండవది గుర్తించదగిన మరియు అధ్యయనం చేయగల కణాలను కలిగి ఉంటుంది. కానీ ఈ పదార్ధాన్ని గుప్త ద్రవ్యరాశి అని పిలుస్తారు - దాని శోధన చాలా సమయం పడుతుంది మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్తల మధ్య వేడి చర్చలతో కూడి ఉంటుంది. తన పరిశోధనను ప్రజలకు అందించడానికి, CERN డార్క్ మ్యాటర్ డేని కూడా ప్రారంభించింది, ఈ రోజు అక్టోబర్ 31న మొదటిసారిగా జరుపుకుంటారు.

ప్రయోగాత్మక వాస్తవాల ద్వారా ధృవీకరించబడిన కృష్ణ పదార్థం యొక్క ఉనికి యొక్క ప్రతిపాదకులు చాలా బరువైన వాదనలను ఇస్తారు. దీని గుర్తింపు XX శతాబ్దం ముప్పైలలో ప్రారంభమైంది, స్విస్ ఖగోళ శాస్త్రవేత్త ఫ్రిట్జ్ జ్వికీ కోమా క్లస్టర్ యొక్క గెలాక్సీలు ఒక సాధారణ కేంద్రం చుట్టూ తిరిగే వేగాన్ని కొలిచినప్పుడు. మీకు తెలిసినట్లుగా, కదలిక వేగం ద్రవ్యరాశిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. గెలాక్సీల యొక్క నిజమైన ద్రవ్యరాశి టెలిస్కోప్‌లతో పరిశీలనల సమయంలో నిర్ణయించిన దానికంటే చాలా పెద్దదిగా ఉండాలని శాస్త్రవేత్త యొక్క లెక్కలు చూపించాయి. గెలాక్సీలలో చాలా పెద్ద భాగం మనకు కనిపించదని తేలింది. అందువల్ల, ఇది కాంతిని ప్రతిబింబించని లేదా గ్రహించని పదార్థాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

దాచిన ద్రవ్యరాశి ఉనికి యొక్క రెండవ నిర్ధారణ గెలాక్సీల గుండా వెళుతున్నప్పుడు కాంతిలో మార్పు. వాస్తవం ఏమిటంటే ద్రవ్యరాశి ఉన్న ఏదైనా వస్తువు కాంతి కిరణాల రెక్టిలినియర్ మార్గాన్ని వక్రీకరిస్తుంది. అందువల్ల, కృష్ణ పదార్థం కాంతి చిత్రంలో (సుదూర వస్తువు యొక్క చిత్రం) దాని స్వంత మార్పులను చేస్తుంది మరియు ఇది కనిపించే పదార్థం ద్వారా మాత్రమే సృష్టించబడే చిత్రం నుండి భిన్నంగా ప్రారంభమవుతుంది. కృష్ణ పదార్థం ఉనికికి పది ఆధారాలు ఉన్నాయి, కానీ వివరించిన రెండు ప్రధానమైనవి.

© 2012 రాయల్ ఆస్ట్రోనామికల్ సొసైటీ యొక్క రచయితల నెలవారీ నోటీసులు, 2012 RAS

© 2012 రాయల్ ఆస్ట్రోనామికల్ సొసైటీ యొక్క రచయితల నెలవారీ నోటీసులు, 2012 RAS

డార్క్ మేటర్ ఉనికికి సాక్ష్యాలు తగినంతగా నమ్మదగినవే అయినప్పటికీ, ఇప్పటివరకు ఎవరూ అది కంపోజ్ చేయబడిన కణాలను కనుగొని అధ్యయనం చేయలేదు. ఈ గోప్యత రెండు కారణాల వల్ల ఉంటుందని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు సూచిస్తున్నారు. మొదటిది, ఈ కణాలు చాలా ఎక్కువ ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి (E = mc² సూత్రం ద్వారా శక్తితో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి), కాబట్టి ఆధునిక యాక్సిలరేటర్ల సామర్థ్యాలు అటువంటి కణాన్ని "సృష్టించడానికి" సరిపోవు. రెండవ కారణం కృష్ణ పదార్థం యొక్క రూపానికి చాలా తక్కువ సంభావ్యత. మానవ శరీరం మరియు మనకు తెలిసిన కణాలతో ఇది చాలా బలహీనంగా సంకర్షణ చెందుతుంది కాబట్టి మనం దానిని ఖచ్చితంగా కనుగొనలేము. డార్క్ మ్యాటర్ ప్రతిచోటా ఉన్నప్పటికీ (గణనల ప్రకారం) మరియు దాని కణాలు అక్షరాలా ప్రతి సెకను మన గుండా తిరుగుతున్నప్పటికీ, మనకు అది అనుభూతి చెందదు.

కృష్ణ పదార్థ కణాలను గుర్తించడానికి, శాస్త్రవేత్తలు అనవసరమైన ప్రభావాలను తగ్గించడానికి భూగర్భంలో ఉన్న డిటెక్టర్లను ఉపయోగిస్తారు. అప్పుడప్పుడు డార్క్ మేటర్ కణాలు ఇప్పటికీ పరమాణు కేంద్రకాలతో ఢీకొంటాయని, మొమెంటమ్‌లో కొంత భాగాన్ని వాటికి బదిలీ చేస్తాయని, ఎలక్ట్రాన్‌లను నాకౌట్ చేసి కాంతి వెలుగులకు కారణమవుతాయని భావించబడుతుంది. అటువంటి ఘర్షణల యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ కేంద్రకంతో కృష్ణ పదార్థ కణాల పరస్పర చర్య యొక్క సంభావ్యత, వాటి ఏకాగ్రత మరియు సాపేక్ష వేగం (సూర్యుని చుట్టూ భూమి యొక్క కదలికను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం) ఆధారపడి ఉంటుంది. కానీ ప్రయోగాత్మక సమూహాలు, కొంత ప్రభావాన్ని గుర్తించినప్పటికీ, కృష్ణ పదార్థం ఈ డిటెక్టర్ ప్రతిస్పందనకు కారణమైందని నిరాకరిస్తుంది. మరియు గ్రాన్ సాస్సో యొక్క భూగర్భ ప్రయోగశాలలో పనిచేస్తున్న ఇటాలియన్ ప్రయోగాత్మక సమూహం DAMA మాత్రమే, సంకేతాల గణన రేటులో గమనించిన వార్షిక వైవిధ్యాలను నివేదిస్తుంది, బహుశా గెలాక్సీ దాచిన ద్రవ్యరాశి ద్వారా భూమి యొక్క కదలికతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.

© ఫోటో: SuperCMDS సహకారం

ఈ ప్రయోగంలో, డిటెక్టర్ లోపల కాంతి మెరుపుల సంఖ్య మరియు శక్తి అనేక సంవత్సరాలలో కొలుస్తారు. అటువంటి సంఘటనల గణన రేటులో బలహీనమైన (సుమారు 2%) వార్షిక హెచ్చుతగ్గులు ఉన్నాయని పరిశోధకులు నిరూపించారు.

ఇటాలియన్ సమూహం నిర్వహించిన ప్రయోగాల విశ్వసనీయత గురించి నమ్మకంగా ఉన్నప్పటికీ, ఈ విషయంపై శాస్త్రవేత్తల అభిప్రాయాలు వివాదాస్పదంగా ఉన్నాయి. ముఖ్యమైన బలహీనతఇటాలియన్ సమూహం పొందిన ఫలితాలు - వారి పునరావృతం కాదు. ఉదాహరణకు, గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు కనుగొనబడినప్పుడు, అవి ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న ప్రయోగశాలల ద్వారా కనుగొనబడ్డాయి, తద్వారా ఇతర సమూహాల ఫలితాలను నిర్ధారించాయి. DAMA విషయానికొస్తే, పరిస్థితి భిన్నంగా ఉంది - ప్రపంచంలో మరెవరూ అదే ఫలితాలను కలిగి ఉన్నారని గొప్పగా చెప్పుకోలేరు! వాస్తవానికి, ఈ సమూహం మరింత శక్తివంతమైన డిటెక్టర్లు లేదా దాని స్వంత పద్ధతులను కలిగి ఉండే అవకాశం ఉంది, అయితే ప్రయోగం యొక్క ఈ ప్రత్యేకత కొంతమంది పరిశోధకులలో దాని విశ్వసనీయతపై సందేహాలను పెంచుతుంది.

"గ్రాన్ సాస్సో లేబొరేటరీలో సేకరించిన డేటా దేనిని సూచిస్తుందో ఇంకా స్పష్టంగా తెలియలేదు. ఏ సందర్భంలోనైనా, ఇటలీ నుండి ఒక సమూహం అందించింది సానుకూల ఫలితంఇప్పటికే సంచలనంగా ఉన్న విషయాన్ని ఖండించడం కంటే. ఇప్పుడు దొరికిన సంకేతాలు వివరణ కోసం వెతకాలి. మరియు దాచిన ద్రవ్యరాశి యొక్క నమూనాను రూపొందించడానికి అంకితమైన వాటితో సహా వివిధ సిద్ధాంతాల అభివృద్ధికి ఇది గొప్ప ఉద్దీపన. అయితే, పొందిన డేటా డార్క్ మేటర్‌తో ఎందుకు సంబంధం కలిగి ఉండదని శాస్త్రవేత్త వివరించడానికి ప్రయత్నించినప్పటికీ, అది ప్రకృతిని అర్థం చేసుకోవడంలో కొత్త దశగా ఉంటుంది. ఏదైనా సందర్భంలో, ఫలితం ఉంది మరియు మేము పనిని కొనసాగించాలి. కానీ కృష్ణ పదార్థం కనుగొనబడిందని నేను వ్యక్తిగతంగా పూర్తిగా అంగీకరించలేను, "- NRNU MEPhI ఎలిమెంటరీ పార్టికల్ ఫిజిక్స్ విభాగంలో ప్రముఖ పరిశోధకుడు కాన్స్టాంటిన్ బెలోట్స్కీ వ్యాఖ్యానించారు.

భౌతిక శాస్త్రంలో ఒక సైద్ధాంతిక నిర్మాణం, స్టాండర్డ్ మోడల్ అని పిలుస్తారు, ఇది విజ్ఞాన శాస్త్రానికి తెలిసిన అన్ని ప్రాథమిక కణాల పరస్పర చర్యలను వివరిస్తుంది. కానీ ఇది విశ్వంలో ఉన్న పదార్ధంలో 5% మాత్రమే, మిగిలిన 95% పూర్తిగా తెలియని స్వభావం కలిగి ఉంటుంది. ఈ ఊహాజనిత డార్క్ మ్యాటర్ అంటే ఏమిటి మరియు శాస్త్రవేత్తలు దానిని ఎలా గుర్తించేందుకు ప్రయత్నిస్తున్నారు? మాస్కో ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఫిజిక్స్ అండ్ టెక్నాలజీలో విద్యార్థి మరియు ఫిజిక్స్ అండ్ ఆస్ట్రోఫిజిక్స్ డిపార్ట్‌మెంట్ ఉద్యోగి అయిన హేక్ హకోబియాన్ ప్రత్యేక ప్రాజెక్ట్ యొక్క చట్రంలో దీని గురించి మాట్లాడుతున్నారు.

ఎలిమెంటరీ పార్టికల్స్ యొక్క స్టాండర్డ్ మోడల్, చివరకు హిగ్స్ బోసాన్ యొక్క ఆవిష్కరణ తర్వాత ధృవీకరించబడింది, మనకు తెలిసిన సాధారణ కణాల యొక్క ప్రాథమిక పరస్పర చర్యలను (ఎలక్ట్రోవీక్ మరియు బలమైన) వివరిస్తుంది: లెప్టాన్లు, క్వార్క్స్ మరియు పరస్పర చర్యల వాహకాలు (బోసాన్లు మరియు గ్లూవాన్లు). ఏదేమైనా, ఈ మొత్తం భారీ, సంక్లిష్టమైన సిద్ధాంతం మొత్తం పదార్థంలో 5-6% మాత్రమే వివరిస్తుందని తేలింది, మిగిలినవి ఈ నమూనాకు సరిపోవు. మన విశ్వం యొక్క జీవితంలోని ప్రారంభ క్షణాల పరిశీలనలు మన చుట్టూ ఉన్న దాదాపు 95% పదార్థం పూర్తిగా తెలియని స్వభావం కలిగి ఉన్నాయని చూపిస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఈ దాచిన పదార్థం దాని గురుత్వాకర్షణ ప్రభావం వల్ల మనం పరోక్షంగా చూస్తాము, కానీ మనం ఇంకా నేరుగా పట్టుకోలేకపోయాము. దాచిన ద్రవ్యరాశి యొక్క ఈ దృగ్విషయానికి "డార్క్ మ్యాటర్" అనే సంకేతనామం ఉంది.

ఆధునిక శాస్త్రం, ముఖ్యంగా విశ్వోద్భవ శాస్త్రం, షెర్లాక్ హోమ్స్ యొక్క తగ్గింపు పద్ధతి ప్రకారం పనిచేస్తుంది

ఇప్పుడు WISP సమూహం నుండి ప్రధాన అభ్యర్థి అక్షం, ఇది బలమైన పరస్పర చర్య యొక్క సిద్ధాంతంలో ఉత్పన్నమవుతుంది మరియు చాలా చిన్న ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటుంది. అటువంటి కణం అధిక అయస్కాంత క్షేత్రాలలో ఫోటాన్-ఫోటాన్ జతగా రూపాంతరం చెందగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది దానిని గుర్తించడానికి ఎలా ప్రయత్నించాలో సూచనలను ఇస్తుంది. ADMX ప్రయోగం 80,000 గాస్ (అది భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం కంటే 100,000 రెట్లు) అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పెద్ద కెమెరాలను ఉపయోగిస్తుంది. సిద్ధాంతంలో, అటువంటి ఫీల్డ్ అక్షం యొక్క క్షీణతను ఫోటాన్-ఫోటాన్ జతగా ప్రేరేపిస్తుంది, దానిని డిటెక్టర్లు పట్టుకోవాలి. అనేక ప్రయత్నాలు చేసినప్పటికీ, WIMPలు, అక్షాంశాలు లేదా స్టెరైల్ న్యూట్రినోలను గుర్తించడం ఇంకా సాధ్యం కాలేదు.

అందువల్ల, మేము భారీ సంఖ్యలో విభిన్న పరికల్పనల ద్వారా ప్రయాణించాము, దాచిన ద్రవ్యరాశి యొక్క వింత ఉనికిని వివరించడానికి ప్రయత్నిస్తాము మరియు పరిశీలనల సహాయంతో అసాధ్యమైన ప్రతిదాన్ని విస్మరించి, మేము ఇప్పటికే పని చేయగల అనేక పరికల్పనలకు వచ్చాము.

విజ్ఞాన శాస్త్రంలో ప్రతికూల ఫలితం కూడా ఒక ఫలితం, ఎందుకంటే ఇది కణాల యొక్క వివిధ పారామితులపై పరిమితిని ఇస్తుంది, ఉదాహరణకు, సాధ్యమయ్యే ద్రవ్యరాశి పరిధిని కలుపుతుంది. సంవత్సరానికి, యాక్సిలరేటర్‌లలో మరిన్ని ఎక్కువ పరిశీలనలు మరియు ప్రయోగాలు కృష్ణ పదార్థ కణాల ద్రవ్యరాశి మరియు ఇతర పారామితులపై కొత్త, మరింత కఠినమైన పరిమితులను అందిస్తాయి. ఈ విధంగా, అసాధ్యమైన అన్ని ఎంపికలను విసిరివేసి, శోధనల వృత్తాన్ని తగ్గించడం ద్వారా, మన విశ్వంలోని 95% పదార్థం దేనితో తయారు చేయబడిందో అర్థం చేసుకోవడానికి రోజురోజుకు మనం దగ్గరవుతున్నాము.

శాస్త్రవేత్తల లెక్కల ప్రకారం, విశ్వం 95% పదార్థంతో కూడి ఉంది, ఇది మానవులు ఇంకా అన్వేషించబడలేదు: 70% చీకటి శక్తి మరియు 25% కృష్ణ పదార్థం. మొదటిది సున్నా కాని శక్తితో కూడిన ఒక రకమైన ఫీల్డ్ అని భావించబడుతుంది, అయితే రెండవది గుర్తించదగిన మరియు అధ్యయనం చేయగల కణాలను కలిగి ఉంటుంది.

కానీ ఈ పదార్ధాన్ని గుప్త ద్రవ్యరాశి అని పిలుస్తారు - దాని శోధన చాలా సమయం పడుతుంది మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్తల మధ్య వేడి చర్చలతో కూడి ఉంటుంది. తన పరిశోధనలను ప్రజలకు చేరవేయడానికి, CERN డార్క్ మ్యాటర్ డేని కూడా ప్రారంభించింది, ఈ రోజు అక్టోబర్ 31న మొదటిసారిగా జరుపుకుంటారు.

ప్రయోగాత్మక వాస్తవాల ద్వారా ధృవీకరించబడిన కృష్ణ పదార్థం యొక్క ఉనికి యొక్క ప్రతిపాదకులు చాలా బరువైన వాదనలను ఇస్తారు. దీని గుర్తింపు XX శతాబ్దం ముప్పైలలో ప్రారంభమైంది, స్విస్ ఖగోళ శాస్త్రవేత్త ఫ్రిట్జ్ జ్వికీ కోమా క్లస్టర్ యొక్క గెలాక్సీలు ఒక సాధారణ కేంద్రం చుట్టూ తిరిగే వేగాన్ని కొలిచినప్పుడు. మీకు తెలిసినట్లుగా, కదలిక వేగం ద్రవ్యరాశిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. గెలాక్సీల యొక్క నిజమైన ద్రవ్యరాశి టెలిస్కోప్‌లతో పరిశీలనల సమయంలో నిర్ణయించిన దానికంటే చాలా పెద్దదిగా ఉండాలని శాస్త్రవేత్త యొక్క లెక్కలు చూపించాయి. గెలాక్సీలలో చాలా పెద్ద భాగం మనకు కనిపించదని తేలింది. అందువల్ల, ఇది కాంతిని ప్రతిబింబించని లేదా గ్రహించని పదార్థాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

దాచిన ద్రవ్యరాశి ఉనికి యొక్క రెండవ నిర్ధారణ గెలాక్సీల గుండా వెళుతున్నప్పుడు కాంతిలో మార్పు. వాస్తవం ఏమిటంటే ద్రవ్యరాశి ఉన్న ఏదైనా వస్తువు కాంతి కిరణాల రెక్టిలినియర్ మార్గాన్ని వక్రీకరిస్తుంది. అందువల్ల, కృష్ణ పదార్థం కాంతి చిత్రంలో (సుదూర వస్తువు యొక్క చిత్రం) దాని స్వంత మార్పులను చేస్తుంది మరియు ఇది కనిపించే పదార్థం ద్వారా మాత్రమే సృష్టించబడే చిత్రం నుండి భిన్నంగా ప్రారంభమవుతుంది. కృష్ణ పదార్థం ఉనికికి పది ఆధారాలు ఉన్నాయి, కానీ వివరించిన రెండు ప్రధానమైనవి.

© 2012 రాయల్ ఆస్ట్రోనామికల్ సొసైటీ యొక్క రచయితల నెలవారీ నోటీసులు, 2012 RAS

గెలాక్సీల సమూహం యొక్క స్నాప్‌షాట్. పంక్తులు కృష్ణ పదార్థం యొక్క "ఔట్‌లైన్‌లను" చూపుతాయి

డార్క్ మేటర్ ఉనికికి సాక్ష్యాలు తగినంతగా నమ్మదగినవే అయినప్పటికీ, ఇప్పటివరకు ఎవరూ అది కంపోజ్ చేయబడిన కణాలను కనుగొని అధ్యయనం చేయలేదు. ఈ గోప్యత రెండు కారణాల వల్ల ఉంటుందని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు సూచిస్తున్నారు. మొదటిది, ఈ కణాలు చాలా ఎక్కువ ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి (E = mc² సూత్రం ద్వారా శక్తితో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి), కాబట్టి ఆధునిక యాక్సిలరేటర్ల సామర్థ్యాలు అటువంటి కణాన్ని "సృష్టించడానికి" సరిపోవు. రెండవ కారణం కృష్ణ పదార్థం యొక్క రూపానికి చాలా తక్కువ సంభావ్యత. మానవ శరీరం మరియు మనకు తెలిసిన కణాలతో ఇది చాలా బలహీనంగా సంకర్షణ చెందుతుంది కాబట్టి మనం దానిని ఖచ్చితంగా కనుగొనలేము. డార్క్ మ్యాటర్ ప్రతిచోటా ఉన్నప్పటికీ (గణనల ప్రకారం) మరియు దాని కణాలు అక్షరాలా ప్రతి సెకను మన గుండా తిరుగుతున్నప్పటికీ, మనకు అది అనుభూతి చెందదు.

కృష్ణ పదార్థ కణాలను గుర్తించడానికి, శాస్త్రవేత్తలు అనవసరమైన ప్రభావాలను తగ్గించడానికి భూగర్భంలో ఉన్న డిటెక్టర్లను ఉపయోగిస్తారు. అప్పుడప్పుడు డార్క్ మేటర్ కణాలు ఇప్పటికీ పరమాణు కేంద్రకాలతో ఢీకొంటాయని, మొమెంటమ్‌లో కొంత భాగాన్ని వాటికి బదిలీ చేస్తాయని, ఎలక్ట్రాన్‌లను నాకౌట్ చేసి కాంతి వెలుగులకు కారణమవుతాయని భావించబడుతుంది. అటువంటి ఘర్షణల యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ కేంద్రకంతో కృష్ణ పదార్థ కణాల పరస్పర చర్య యొక్క సంభావ్యత, వాటి ఏకాగ్రత మరియు సాపేక్ష వేగం (సూర్యుని చుట్టూ భూమి యొక్క కదలికను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం) ఆధారపడి ఉంటుంది. కానీ ప్రయోగాత్మక సమూహాలు, కొంత ప్రభావాన్ని గుర్తించినప్పటికీ, కృష్ణ పదార్థం ఈ డిటెక్టర్ ప్రతిస్పందనకు కారణమైందని నిరాకరిస్తుంది. మరియు గ్రాన్ సాస్సో యొక్క భూగర్భ ప్రయోగశాలలో పనిచేస్తున్న ఇటాలియన్ ప్రయోగాత్మక సమూహం DAMA మాత్రమే, సంకేతాల గణన రేటులో గమనించిన వార్షిక వైవిధ్యాలను నివేదిస్తుంది, బహుశా గెలాక్సీ దాచిన ద్రవ్యరాశి ద్వారా భూమి యొక్క కదలికతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.

డార్క్ మేటర్ డిటెక్టర్

ఈ ప్రయోగంలో, డిటెక్టర్ లోపల కాంతి మెరుపుల సంఖ్య మరియు శక్తి అనేక సంవత్సరాలలో కొలుస్తారు. అటువంటి సంఘటనల గణన రేటులో బలహీనమైన (సుమారు 2%) వార్షిక హెచ్చుతగ్గులు ఉన్నాయని పరిశోధకులు నిరూపించారు.

ఇటాలియన్ సమూహం నిర్వహించిన ప్రయోగాల విశ్వసనీయత గురించి నమ్మకంగా ఉన్నప్పటికీ, ఈ విషయంపై శాస్త్రవేత్తల అభిప్రాయాలు వివాదాస్పదంగా ఉన్నాయి. ఇటాలియన్ సమూహం పొందిన ఫలితాల యొక్క ప్రధాన బలహీనత వారి పునరావృతం కాదు. ఉదాహరణకు, గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు కనుగొనబడినప్పుడు, అవి ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న ప్రయోగశాలల ద్వారా కనుగొనబడ్డాయి, తద్వారా ఇతర సమూహాల ఫలితాలను నిర్ధారించాయి. DAMA విషయానికొస్తే, పరిస్థితి భిన్నంగా ఉంది - ప్రపంచంలో మరెవరూ అదే ఫలితాలను కలిగి ఉన్నారని గొప్పగా చెప్పుకోలేరు! వాస్తవానికి, ఈ సమూహం మరింత శక్తివంతమైన డిటెక్టర్లు లేదా దాని స్వంత పద్ధతులను కలిగి ఉండే అవకాశం ఉంది, అయితే ప్రయోగం యొక్క ఈ ప్రత్యేకత కొంతమంది పరిశోధకులలో దాని విశ్వసనీయతపై సందేహాలను పెంచుతుంది.

"గ్రాన్ సాస్సో లేబొరేటరీలో సేకరించిన డేటా దేనిని సూచిస్తుందో ఇంకా స్పష్టంగా తెలియలేదు. ఏది ఏమైనా, ఇటలీ నుండి వచ్చిన సమూహం సానుకూల ఫలితాన్ని అందించింది మరియు ఇప్పటికే సంచలనాత్మకమైన దానిని తిరస్కరించడం కాదు. ఇప్పుడు కనుగొనబడిన సంకేతాలను వెతకాలి. ఒక వివరణ మరియు ఇది ఒక గొప్ప ప్రోత్సాహకం. దాచిన ద్రవ్యరాశి యొక్క నమూనాను రూపొందించడానికి అంకితమైన వాటితో సహా అనేక రకాల సిద్ధాంతాల అభివృద్ధికి ఇది ఒక గొప్ప ప్రోత్సాహకం పదార్థం, ప్రకృతిని అర్థం చేసుకోవడంలో ఇది ఇప్పటికీ ఒక కొత్త అడుగుగా మారవచ్చు.ఏదైనా, ఫలితం మరియు మనం పనిని కొనసాగించాలి. కానీ కృష్ణ పదార్థం కనుగొనబడిందని నేను వ్యక్తిగతంగా పూర్తిగా అంగీకరించలేను "అని ప్రముఖ పరిశోధకుడు కాన్స్టాంటిన్ బెలోట్స్కీ వ్యాఖ్యానించారు. ఎలిమెంటరీ పార్టికల్ ఫిజిక్స్ విభాగం, NRNU MEPhI.