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暗黒物質は地球や太陽系で見つけることができますか?

最近では、2014年に天体物理学者のリサハーバード大学のRandallとMatthewReesは、オールトの雲の最大の重力摂動は、エキゾチックな暗黒物質の目に見えない薄い円盤によって引き起こされる可能性があることを示唆しています。天文学者は、暗黒物質(重力によってのみ相互作用する不思議な形の物質)が宇宙のすべての物質の約85パーセントを占めると信じています。驚いたことに、すべての目に見える物質、つまり惑星、星、星雲、銀河は、全体の15パーセントしか占めていません。暗黒物質は見えませんが、もちろんそうではありませんが、通常の物質と同じように時空を曲げます。さらに、私たちに馴染みのあるすべてのものを形成する同じ粒子で構成することさえできません。そうでなければ、私たちはそれを見ることができます。研究者たちは、中性子、陽子、電子からなる通常の物質1キログラムごとに5キログラムの暗黒物質が存在することを指摘していますが、これは何であるかは不明です。しかし、この不思議な物質が宇宙全体に存在する場合、それはここ地球上で見つけることができますか?

暗黒物質は電磁相互作用に関与しないため、直接観測されることはありません。

オールトの雲からのゲスト

1997年、ヘールボップ彗星は地球人を魅了しました。太陽系を通過します。この天体の放浪者は、遠くのオールトの雲からのものであることが判明しました。これは、すべての彗星が出現し、太陽系の外側を囲む領域です。この彗星の堆積物は、1932年に私たちの銀河の目に見える物質とその星の速度との間の不条理な矛盾を説明した珍しい科学者であるヤンオールトに敬意を表してその名前が付けられました。

オールトは天の川がいっぱいになっていると述べました光と相互作用せず、直接観察することができないため、地球上でも他の場所でも、これまでいかなる形でも発見されたことのない未知の種類の物質。天文学者はこの不思議な物質に名前を付けました 暗黒物質..。彼の作品によると、暗闇の目に見える効果物質は、時空を曲げる重力を通して間接的にのみ現れます。興味深いことに、1930年代以降に実施された数多くの実験はすべて同じ結論に達しました。

ヘールボップ彗星は、18か月間肉眼で観測できました。これは、20世紀で最も観測された彗星であり、おそらく宇宙探査の歴史全体で最も観測されている彗星と見なされています。

暗黒物質は、銀河の周り、私たち自身の天の川の周り、そして宇宙全体のいたるところに存在します。

ですから、宇宙の暗黒物質は5倍ですいつもより。しかし、それは直接観測には向いていないので、遠くの銀河を覗き込むことなくそれを探す価値があるかもしれませんが、ここ地球上(または少なくとも私たちの太陽系内)ですか?

暗黒物質の探索

の理論物理学者スティーブンアドラーによるとプリンストン高等研究所、一緒に測定されたときの地球と月の質量が別々にそれらの質量よりも大きいように見える場合、この違いは説明することができます ダークマターハロー それらの間の。

アドラーはその後部分的にこの結論に達しました月の質量を月の軌道を使って測定し、地球の質量を長年軌道上にある測地衛星LAGEOSを使って測定した調査研究。衛星に発射されたレーザーは、各衛星の軌道の半径と、それぞれがその軌道を完了するのにかかる時間を示します。そのような測定に基づいて、科学者は衛星の引力を計算することができ、したがって、この引力が及ぼす質量の量を計算することができます。

この図は、「髪の毛」と呼ばれる暗黒物質の理論上の糸に囲まれた地球を示しています。

あなたは不思議に思うでしょう:暗黒物質は本当に存在しますか?

次に、アドラーは測定した研究を調べましたアポロ計画によって設定された月の鏡で跳ね返るレーザーを使用した地球から月までの距離。地球が月を非常に強く引っ張っている場合、それはLAGEOS衛星よりも約384,000キロメートル離れており、約12,300キロメートル離れています。追加の引力は、月と人工衛星の間の暗黒物質ハローからである可能性があります。

「利用可能な証拠に基づいて、地球と月には、24兆メートルトン以下の暗黒物質が含まれています。このような暗黒物質のハローは、パイオニア、ガリレオ、カッシーニ、ロゼッタ、および短距離宇宙船の軌道で観察された異常を説明する可能性があります」とアドラーは述べています。

アドラーはまた、暗黒物質を示唆している木星、土星、天王星、海王星の太陽系の4つの巨大ガスに劇的な影響を与える可能性があります。これらの巨大な世界が暗黒物質を重力で捕らえる場合、暗黒物質の粒子は文字通りそれらに衝突する可能性があります-これらはまれなイベントですが、ガス巨人を加熱し、これらの惑星(そして地球さえ)の内部が既知のメカニズムよりも熱く見える理由を説明するのに十分です。

暗黒物質は宇宙のいたるところに存在します。それで多分それは地球にもあるのでしょうか?

暗黒物質による惑星の加熱の可能性もあります物質の未知の性質の手がかりになる可能性があります。たとえば、通常の物質と衝突する頻度や、暗黒物質が銀河全体に均一に広がるのではなく、星や惑星の周りに集まるかどうかなどです。 Scientific Americanが書いているように、暗黒物質の粒子がそれ自体の反粒子である場合、一部の研究者が示唆しているように、それらの消滅中に放出されるエネルギーは、原子との衝突だけでなく、惑星をはるかに加熱します。そのようなシナリオは、暗黒物質が私たちの太陽系でそれほど厚くなることができないことを意味します、さもなければ、太陽系ははるかに熱くなります。

参照:ダークマターはビッグバンよりも古いでしょうか?

しかし、カリフォルニアの天体物理学者Annika Peter工業大学は、暗黒物質が惑星の熱を変えることに懐疑的であり、「非現実的な量の暗黒物質」が必要になると述べています。そして、オハイオ州立大学の天文学者アンドリュー・グールドは、太陽系に多くの暗黒物質が蓄積していることを疑っています-彼は、惑星との重力相互作用は、太陽系の元の通常の物質のほとんどを一掃したのと同じように、基本的にそれを捨てるべきだと主張します。しかし、太陽系が銀河をうろついているとき、それは追加の暗黒物質を蓄積する可能性があります。

どういうわけか今のところ存在太陽系の暗黒物質は、どこにでも存在するのと同じくらい神秘的なままです。科学者は近い将来暗黒物質を見つけることができると思いますか、そしてこの発見は人類に何をもたらすでしょうか?こことこの記事へのコメントで答えを待ちます。

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