Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Самое дотошное в истории изучение тёмной энергии не дало окончательных ответов об устройстве Вселенной
27.01.2026 [23:09],
Геннадий Детинич
На днях вышло сразу 19 статей, посвящённых наиболее полному анализу шестилетнего обзора Dark Energy Survey (DES) по изучению свойств тёмной энергии — гипотетической силы, которая с ускорением расширяет нашу Вселенную. С 2013 по 2019 год четырьмя способами изучалось распределение галактик и скоплений на глубину до 10 млрд световых лет, и теперь у учёных есть что сказать об этом. Как водится, мнения разделились. 
Источник изображения: CTIO/NOIRLab Согласно космологической модели λCDM (лямбда-CDM), наиболее полно описывающей современные представления о структуре и природе нашей Вселенной, 68 % энергии во Вселенной приходится на тёмную энергию, ещё 28 % на тёмную материю и только 5 % на видимую материю, включая нас с вами (в сущности, мы тоже энергия, что следует из всем известного уравнения E=mc2). Энергия равна массе через константу — скорость света в квадрате. В обзоре DES, охватившем участок примерно в 1/8 неба, расстояния между галактиками и скоплениями галактик, а также удалённость этих объектов оценивались по четырём методикам: по распределению барионных акустических колебаний, по «стандартным свечам» — сверхновым типа Ia, по распределению галактик и по эффектам слабого гравитационного линзирования. Задача стояла выяснить, как скорость расширения Вселенной менялась с течением времени. Тем самым учёные получили наборы данных, которые в совокупности обещают дать наиболее полное представление о поведении тёмной энергии. Основной вопрос, который анализ этого массива данных должен был решить, является ли тёмная энергия постоянной величиной во времени (как в стандартной космологической модели λCDM) или её свойства со временем изменяются, что отражено в расширенной модели ωCDM? 
Источник изображения: DES Как выяснилось, результаты наблюдений в целом согласуются со стандартной моделью λCDM, согласно которой тёмная энергия сохраняет постоянную плотность на всём протяжении наблюдаемого участка Вселенной. Но полученные данные также вписываются в рамки модели ωCDM, допускающей изменение плотности тёмной энергии со временем. При этом наблюдается некоторое несоответствие в том, как галактики группируются в более поздние эпохи. Это несоответствие заметно как в случае предсказаний в рамках λCDM, так и ωCDM. Авторы отмечают, что несовпадение наблюдений с предсказаниями ниже 5 «сигма» и они не могут претендовать на достоверное открытие. И всё же это может быть зацепка для перехода к новой физике или для окончательного разъяснения сущности тёмной энергии. Полученный результат даёт пищу для проверки других гипотез строения Вселенной, включая возможный пересмотр теории гравитации. Но это будет уже другая история. В Китае на основе предсказания 90-летней давности создали детектор тёмной материи, и он работает
16.01.2026 [21:49],
Геннадий Детинич
Группа китайских физиков впервые получила прямое экспериментальное подтверждение эффекта Мигдала — квантового явления, предсказанного этим советским физиком почти 90 лет назад. Эффект заключается в регистрируемом взаимодействии нейтральных частиц с атомами вещества, что даёт надежду засечь даже неуловимую частицу тёмной материи. 
Источник изображения: Nature 2026 Сформулированное в 1931 году Аркадием Бейнусовичем Мигдалом теоретическое предсказание о поведении атома вещества при столкновении с нейтральной частицей предполагает, что нейтрон (или гипотетическая частица тёмной материи, о чём в то время не знали) при столкновении с атомным ядром вызывает не только ядерную отдачу, но и ведёт к внезапной перестройке электронной оболочки, которая теряет часть электронов. По сути, происходит ионизация атома, в процессе которой атом приобретает положительный заряд. Ранее наблюдение этого процесса оставалось недоступным из-за крайне слабой амплитуды сигнала и сложности его отделения от фона — космических частиц и прочего. Для реализации эксперимента была разработана специализированная установка на базе высокочувствительного газового детектора с пиксельным считыванием. Детектор представляет собой камеру, заполненную инертным газом, в которой создаётся однородное электрическое поле, обеспечивающее дрейф электронов к сенсорной матрице. Пиксельная матрица с высоким пространственным разрешением фиксирует топологию и энергию событий, что позволяет буквально «фотографировать» траектории ядерной отдачи и электронных выбросов. В эксперименте использовали пучок нейтронов, направленный в рабочий объём детектора. При ударе нейтрон передавал ядру импульс, вызывая короткий трек ядерной отдачи, а дополнительная электронная ионизация — эффект Мигдала — регистрировалась как вторичный каскад сигналов. Благодаря одновременному наблюдению обоих компонентов — ядерного и электронного — исследователи смогли идентифицировать события, соответствующие эффекту Мигдала, и отделить их от фона естественной радиоактивности и космического излучения. Итоги эксперимента показали статистически достоверное совпадение с теоретическими моделями с превышением пять сигма, что в физике частиц означает уверенное наблюдение. Это открытие имеет фундаментальное значение: эффект Мигдала может использоваться как новый механизм регистрации частиц тёмной материи, которые исключительно слабо взаимодействуют с веществом. Повышение чувствительности детекторов за счёт этого канала даст возможность исследовать области параметров, ранее недоступные для экспериментов, и приблизиться к решению одной из центральных загадок современной космологии. Но только в определённой области масс тёмной энергии, если она находится в искомом диапазоне. Астрономы впервые обнаружили реликтовый зародыш галактики — облако водорода, которое ни во что не превратилось
06.01.2026 [20:48],
Геннадий Детинич
Одна из последних работ по астрономии в 2025 году была посвящена подтверждению сущности загадочного объекта Cloud-9 — нейтрального облака водорода с сомнительным прошлым. Всестороннее изучение «Облака-9» позволило сделать сенсационное открытие — объявить находку первым в истории наблюдением реликтового зародыша галактики, который не смог преодолеть порог начала звездообразования и остался облаком газа со времён Большого взрыва. 
Источник изображения: NASA, ESA Сделанное открытие сродни находке яйца динозавра, из которого в будущем способен появиться давно вымерший зверёк. До сих пор облака нейтрального водорода, подобные Cloud-9, рассматривались как гипотетические объекты. Это так называемая структура REionization-Limited HI Cloud (RELHIC) структура или «облако нейтрального водорода, подавленное реионизацией». Считается, что гало тёмной материи собирает вокруг себя нейтральный водород, в котором под действием гравитации происходит уплотнение газа до такой степени, что это зажигает первые звёзды. Реионизация нагревает газ и рассеивает такие облака. Тем самым RELHIC-структуры могли появиться на заре Вселенной и исчезнуть через какое-то время. Либо они превратились бы в полноценные галактики, либо рассеялись бы без следа. Между тем объект Cloud-9 обнаружен недалеко от нас — всего в 14,3 млн световых лет от Земли, что делает наблюдение за ним уникальным случаем в астрономии. Впервые Cloud-9 засекли китайские астрономы с помощью нового радиотелескопа FAST недалеко от галактики M94. Это позволило привязать объект к конкретной системе и определить расстояние до него с высокой точностью. Отсутствие звёзд внутри Cloud-9 не позволяло измерить расстояние до объекта, а все звёзды на линии обзора оказались либо объектами переднего, либо заднего плана и не входили в данное образование. Такой объект не мог не заинтересовать учёных. Последующее изучение его с помощью телескопа «Хаббл» также не выявило в «Облаке-9» ни одной звезды. Его протяжённость составила 4900 световых лет, форма — строго сферическая, а масса достигала одного миллиона солнечных. Для удержания такой массы газа необходимо гало тёмной материи массой около 5 млрд солнечных масс. В этом заключается ещё одна ценность объекта — он представляет собой пример скопления тёмной материи, не искажённого присутствием звёзд. Более того, объект не вращается, что дополнительно подтверждает отсутствие в нём звёзд, хотя учёные допускают, что небольшое их количество там всё же может присутствовать. В целом обнаружение и изучение Cloud-9 предоставляет редкую возможность исследовать процессы формирования галактик и природу тёмной материи, поскольку такой объект может представлять собой первичную стадию развития галактик во Вселенной. Если условия сложатся благоприятным образом, в нём может запуститься процесс звездообразования, и когда-нибудь «Облако-9» станет полноценной галактикой. Истина в Шампанском — скопление галактик с праздничным названием приоткрывает тайны тёмной материи
01.01.2026 [19:17],
Геннадий Детинич
31 декабря 2020 было обнаружено редкое явление — слияние двух галактических скоплений, тогда же в честь даты открытия названных скопление Шампанское (Champagne Cluster). На днях этому открытию была посвящена новая публикация, в которой исследователи рассказали о наиболее вероятных сценариях слияния. Самое ценное в них — это участие в процессах невидимой тёмной материи, которая незримо направляет массы вещества в пространстве. 
Источник изображения: NASA В новой работе астрономы впервые показали комбинированный снимок рентгеновского и оптических телескопов, на котором отображены сотни галактик, представших своеобразными брызгами воображаемого одноимённого напитка. Фиолетовые области на снимке — это разогретый до миллионов градусов межгалактический газ, излучение которого в рентгеновском диапазоне регистрирует космическая обсерватория NASA «Чандра» (Chandra). Оптические изображения галактик в синем, красном и зелёном цвете получены рядом телескопов в Чили и Аризоне в более ранних наблюдениях. Комбинированный снимок дал окончательное понимание того, что открыто слияние и столкновение двух огромных галактических скоплений, что со временем приведёт к образованию одного ещё большего нового скопления. Причём в наблюдаемой области пространства масса горячего межгалактического газа намного больше суммарной массы всех галактик в обоих скоплениях. При этом там же сосредоточено много тёмной материи, что можно определить в процессе наблюдения за её гравитационным влиянием на галактики. Изучение динамики поведения тёмной материи при столкновении на больших скоростях — вот самая главная научная ценность скопления Шампанское. Моделирование показало, что наиболее вероятными будут два сценария: либо столкновение произошло 2 млрд лет назад и скопления снова сближаются для повторного слияния, либо столкновение было 400 млн лет назад и скопления находятся в процессе удаления друг от друга. Оба сценария остаются предметом дальнейших исследований, поскольку именно такие наблюдения помогают уточнить модели эволюции крупномасштабной структуры Вселенной. И всё-таки они вертятся — учёные обнаружили осевое вращение нитей космической паутины
04.12.2025 [23:05],
Геннадий Детинич
Учёные всё больше укрепляются в мысли, что каркасом Вселенной служит переплетение нитей из тёмной материи. Более того, эти нити вращаются вокруг своей оси, образуя своего рода водовороты или торнадо из объектов внутри — звёзд, галактик и всей видимой материи. Вероятно, и наша галактика кружит в своём водовороте внутри одной из таких нитей, что заставляет под иным углом посмотреть на эволюцию Вселенной. 
Источник изображения: AIP/A. Khalatyan/J. Fohlmeister Открытие сделала группа астрономов из университетов Оксфорда и Кембриджа. В процессе анализа данных наблюдений радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке в рамках исследования неба MIGHTEE были обнаружены 14 галактик на удалении 440 млн световых лет от нас, которые вели себя необычно. Казалось, что они расположены в удивительно прямой и тонкой в масштабе Вселенной линии шириной около 117 тыс. световых лет и длиной 5,5 млн световых лет, причём многие из них были одинаково ориентированы — слишком одинаково, чтобы это можно было списать на случайность. Очевидно, это требовало дальнейшего изучения. Тогда исследователи обратились к данным, собранным Слоуновским цифровым обзором неба (Sloan Digital Sky Survey), который охватывает более широкое поле зрения в оптическом и инфракрасном диапазоне, а также к данным, полученным прибором для спектроскопии с целью поиска тёмной энергии (DESI), который собирает оптические, инфракрасные и ультрафиолетовые данные. Всего астрономы сумели выявить и привязать к этой конкретной нити тёмной материи 297 галактик, выстроенных в почти идеальную прямую линию длиной не менее 49 млн световых лет. Согласно оценке эффекта Доплера, оказалось, что галактики вращаются в нити, как чаинки в чашке чая, если его размешать ложкой. Скорость вращения нити вокруг своей оси составила 110 км/с. С такой же скоростью, кстати, галактики Млечный Путь и Андромеда идут на сближение. 
Источник изображения: Lyla Jung Существует гипотеза, что на заре зарождения Вселенной гравитационные аномалии придали импульс вращения тёмной материи, которая затем придала импульсы вращения звёздам в галактиках и самим галактикам. Этот невидимый водоворот тёмной материи как бы «помпой» нагнетает газ и пыль внутрь галактик, способствуя процессу звездообразования. Похоже, что проделанная работа — это первое прямое наблюдательное доказательство того, как вращается крупномасштабная структура Вселенной и как это вращение оказывает влияние на вращение и рост отдельных галактик. Microsoft попыталась улучшить тёмную тему в Windows 11, но сломала её в «Проводнике»
02.12.2025 [16:17],
Павел Котов
Накануне Microsoft выпустила обновление Windows 11, призванное сделать тёмный режим системы более единообразным. Но при тестировании обновления компания пропустила важную ошибку, и в файловом менеджере «Проводник» притаился неприятный сюрприз. 
Источник изображения: theverge.com С последним обновлением появился тёмный режим для таких диалоговых окон «Проводника» как копирование, перемещение или удаление файлов и папок, но при запуске самого файлового менеджера его рабочая область теперь светится ярко-белым. «После установки [обновления] KB5070311 у вас могут возникнуть проблемы при открытии „Проводника“ в тёмном режиме. Перед загрузкой файлов и папок в окне может на короткое время появиться пустой белый экран», — говорится в примечаниях к выпуску. При работе в тёмное время с активной тёмной темой такая белая вспышка может принести ощутимый дискомфорт, и в Microsoft заявили, что проблема уже решается. В качестве временного решения можно использовать мод Windhawk, с которым белая вспышка при запуске «Проводника» в тёмном режиме не появляется. Удивительно, что на этапе тестирования компания не обнаружила эту ошибку, хотя и намеревалась обеспечить более «единообразную работу тёмной темы» в Windows 11. Вскоре тёмный режим появится у диалогового окна «Выполняется» в Windows 11; улучшится вид индикаторов выполнения и диаграмм, а также окон подтверждения и сообщения об ошибке. Человечество впервые «увидело» тёмную материю — прямо в нашей галактике
26.11.2025 [12:33],
Геннадий Детинич
Гонка за открытием тёмной материи, возможно, вышла на финишную прямую: японский астрофизик Томонори Тотани (Tomonori Totani) из Токийского университета не стесняясь в выражениях сообщил: «Если я правильно понимаю, то это первый случай, когда человечество “увидело” тёмную материю. И оказывается, что тёмная материя — это новая частица, не включённая в текущую Стандартную модель физики элементарных частиц. Это важное достижение в астрономии и физике». 
Гамма-свечение в диске Млечного Пути. Источник изображения: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration Работа исследователя опубликована 25 ноября в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. В ней проведён анализ собранных за 15 лет данных космическим гамма-телескопом «Ферми» (уже выведенным из эксплуатации). Месяцем ранее похожее исследование провела международная группа учёных под руководством сотрудников Университета Джонса Хопкинса в США. Но в отличие от своих коллег, сосредоточивших внимание на диске Млечного Пути, Томонори Тотани изучил данные по всему гало нашей галактики — что намного сложнее, но и оказалось более результативным. Оба исследования предполагают, что частицы тёмной материи представлены гипотетическими «вимпами» — WIMP (слабо взаимодействующими массивными частицами). Согласно современной теории, при столкновении WIMP и их античастиц они аннигилируют друг с другом, в результате чего образуется множество различных частиц, в том числе фотоны гамма-излучения, которые мы можем наблюдать. Если нам удастся обнаружить гамма-излучение из областей, где ничего нет, то источником такого излучения может оказаться тёмная материя. 
Гамма-излучение в гало нашей галактики из невидимых источников с вычетом диска (серая полоса). Источник изображения: Tomonori Totani Американские астрономы составили возможную карту активности «вимпов» в диске галактики, где много других потенциальных источников гамма-излучения. Над этим тоже можно работать. Учёный из Японии просеял данные вне диска галактики, попутно решая трудности с выявлением слабого сигнала в этой обширной области пространства. Составленная им карта показала распределение гамма-излучения от невидимых источников, и она совпала с тем, как могло бы выглядеть гало тёмной материи в нашей галактике. Учёный верит, что он наконец-то нашёл тёмную материю в одном из предсказанных для неё диапазонов энергий (масс) — около 20 ГэВ. Эти данные будут проверяться другими исследователями. Но это лучшее на сегодня доказательство существования тёмной материи, которое есть у науки. Вселенная замедлила расширение, а мы и не заметили
07.11.2025 [13:01],
Геннадий Детинич
Учёные из Университета Йонсей (Yonsei University) в Южной Корее опубликовали сенсационное исследование, в котором утверждается о переходе Вселенной в фазу замедленного расширения. Принятая сегодня стандартная космологическая модель ΛCDM говорит об обратном — об ускорении расширения Вселенной. Если выводы учёных из Южной Кореи подтвердятся, это разрушит современные представления об эволюции всего нашего мироздания. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews Вероятность ускоренного расширения Вселенной была выявлена 27 лет назад. Этот феномен объяснили введением понятия «тёмная энергия» — силы, в чём-то сродни «антигравитации». Согласно модели ΛCDM, Вселенная примерно на 70 % состоит из тёмной энергии, и это постоянная величина. Эта энергия с ускорением расталкивает не связанные гравитацией галактики — и чем дольше, тем быстрее. Открытие этого феномена связано с наблюдениями за так называемыми «стандартными свечами» — сверхновыми типа Ia. Это белые карлики, ядра умерших звёзд, которые в силу обстоятельств приобрели из окружающего их пространства избыточную массу, например, от партнёра в двойной системе, и взорвались в пламени сверхновой. Теоретически яркость вспышки сверхновой Ia должна быть одинаковой — хоть на заре Вселенной, хоть в нашей Галактике, что позволяет по яркости и величине красного смещения определять расстояние до неё. Однако наблюдения показали, что измеренные яркости и расстояния не соответствуют бытовавшим тогда теориям. Более далёкие сверхновые оказались тусклее, а значит — дальше, чем ожидалось. Собственно, эту поправку пришлось внести для сверхновых Ia на всех расстояниях от Земли, отчего Вселенная стала восприниматься как расширяющаяся с ускорением. Если методика определения расстояний до сверхновых Ia ошибочна, считают учёные из Южной Кореи, то вопрос с тёмной энергией и ускоренным расширением Вселенной имеет другой ответ — вне рамок ΛCDM, а альтернативные теории действительно существуют. Поэтому в новой работе исследователи заново проанализировали надёжность этих «стандартных свечей», изучив 300 галактик, где такие сверхновые были найдены. Полученные результаты ошеломили: с 99,999-процентной надёжностью они показали, что сверхновые Ia в популяциях с молодыми звёздами (в ранней Вселенной) кажутся тусклее стандартной светимости, а сверхновые из звёзд старых популяций — ярче стандартной светимости. Тем самым перечёркиваются все прежние расчёты, поскольку они опирались на ошибочные выводы о яркости тех или иных «стандартных свечей». Погрешность возникла как по причине более сильной запылённости галактик с молодыми звёздами в фазе активного звездообразования, так и в связи с тем, что более старые и близкие к нам звёзды содержат больше металлов и вспыхивают гораздо ярче молодых звёзд с низкой металличностью. Опираясь на новые данные, учёные подсчитали, что Вселенная находится в стадии замедления расширения, а не ускоренного. Придёт время — и гравитация возьмёт своё: Вселенная начнёт сжиматься. Также новые данные хорошо ложатся на альтернативные модели эволюции Вселенной, в частности DESI и BAO. Исследователи призывают научное сообщество проверить их наблюдения и выводы. При этом они намерены ещё раз проверить сами себя, но уже без оглядки на эволюцию Вселенной. В частности, они планируют изучить активные молодые галактики на всём протяжении от нас до рассвета Вселенной, чтобы выяснить колебания в светимости сверхновых Ia из молодых (малометалличных) звёзд и окончательно поставить точку в споре о скорости расширения Вселенной. Загадочное свечение центра Млечного Пути может пролить свет на тайну тёмной материи
16.10.2025 [21:50],
Геннадий Детинич
Исследователи из Университета Джонса Хопкинса (США) обнаружили возможный ключ к разгадке тайны тёмной материи в виде загадочного рассеянного свечения гамма-лучей вблизи центра Млечного Пути. Это свечение — пока неустановленной природы — ставит учёных в тупик уже десятилетия и может быть вызвано как столкновениями частиц тёмной материи, так и результатом физики быстро вращающихся нейтронных звёзд. Обе гипотезы равновероятны — и это настоящий вызов для науки. 
Гамма-свечение в центре Млечного Пути. Источник изображения: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration Исследователи использовали данные гамма-телескопа «Ферми» (Fermi), уже выведенного из эксплуатации, для моделирования концентрации тёмной материи в гало нашей галактики — и впервые сделали это с учётом истории формирования Млечного Пути после первого миллиарда лет его существования. За последующие эпохи в галактику влетали и покидали её многочисленные объекты, включая карликовые галактики со своими гало тёмной материи. Симуляция показала возможное распределение тёмной материи в Млечном Пути, и оно отразило реально наблюдаемые сигналы из космоса. Проблема в том, что такие же сигналы — рассеянное гамма-излучение — способны испускать миллисекундные пульсары (нейтронные звёзды, представляющие собой сжавшиеся ядра умерших светил). Впрочем, если принять за истинную версию с пульсарами, то придётся признать, что их в нашей галактике и во Вселенной в целом гораздо больше, чем предсказывают современные теории эволюции звёзд. Поэтому исследование пока не позволяет сделать окончательный вывод о происхождении рассеянного гамма-излучения в центре Млечного Пути. Однако новые данные в пользу одной из гипотез могут приблизить человечество к разгадке природы тёмной материи. Для этого планируется провести ряд экспериментов по точному определению уровней энергии рассеянного гамма-излучения: высокие энергии будут указывать на пульсары, а низкие — на тёмную материю. Также предусмотрены работы по прогнозированию распределения тёмной материи в карликовых галактиках-сателлитах Млечного Пути для последующего сравнения с данными, которые планируется получить после запуска нового наземного гамма-телескопа Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), начало работы которого ожидается к концу текущего десятилетия. Готовый план экспериментов и созданная на основе моделирования карта распределения тёмной материи в карликовых галактиках и центре Млечного Пути помогут наконец вывести тёмную материю на чистую воду — какой бы она ни оказалась. Российские физики выведут аксионы на чистую воду — за год докажут или опровергнут их связь с тёмной материей
15.10.2025 [16:20],
Геннадий Детинич
Тёмная материя, составляющая более 80 % всего вещества во Вселенной, остаётся одной из величайших загадок современной физики. Российские учёные предложили новый подход к её обнаружению, сосредоточив внимание на аксионах — гипотетических лёгких частицах, которые считаются главными кандидатами на роль этой неуловимой субстанции. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews В отличие от традиционных методов детектирования элементарных частиц, основанных на усилении слабых сигналов, что неизбежно сопровождается усилением шумов, новый проект предполагает прямой подсчёт одиночных фотонов в радиодиапазоне, которые очень редко, но возникают при движении аксионов в сильном магнитном поле. Это позволяет обойти стандартный квантовый предел (SQL) — неизбежный порог чувствительности детекторов, не позволяющий улавливать сигнал ниже определённого уровня. Инициаторами проекта стали физики из ведущих российских институтов: МФТИ, НИИЯФ МГУ, ИФМ РАН, а также других учебных учреждений в Москве, Нижнем Новгороде, Саратове, Сарове и Санкт-Петербурге. Ключевой автор — профессор МФТИ Дмитрий Горбунов, чья команда разработала эксперимент под названием «Космологический Аксионный Саровский Галоскоп» (CASH). Этот галоскоп предназначен для обнаружения аксионов в гало тёмной материи нашей галактики. Подробно об эксперименте рассказано в престижном журнале Physical Review D, где подчёркивается потенциал установки для качественного прорыва в поисках тёмной материи. Как отметил Горбунов: «Мы предлагаем не просто улучшить существующие методы, а совершить качественный скачок». Метод CASH основан на использовании мощного магнитного поля (1,7–10 Тл), в которое помещается резонатор для однофотонной регистрации частиц, рождающихся аксионами. Поскольку из схемы исключён усилитель сигнала, вместе с ним устраняются и создаваемые им шумы, что кратно повышает чувствительность датчиков. В эксперименте CASH-I с фиксированной полостью резонатора аксионы можно будет обнаружить за 12 дней. Для поиска во всём диапазоне вероятных масс (читай — частот), а сегодня никто точно не знает массы этой частицы, потребуется эксперимент CASH-II с перестраиваемым резонатором. В таком случае поиск аксиона займёт примерно год. 
Принципиальная схема однофотонного детектора на основе джозефсоновского перехода. В рабочем состоянии (синяя линия) детектор находится в сверхпроводящем режиме. Поглощение одного-единственного фотона, рожденного из аксиона тёмной материи, вызывает скачкообразный переход в резистивное состояние с ненулевым напряжением (красная пунктирная линия), что позволяет надёжно зарегистрировать событие. Источник: Physical Review D Резонаторная полость настраивается на частоту, соответствующую предполагаемой массе аксиона (от 38 до 54 мкэВ), для резонансного усиления сигнала. Центральный элемент датчика — сверхчувствительный однофотонный детектор на основе джозефсоновского перехода в условиях сверхпроводимости. Такой переход способен регистрировать даже единичный фотон, вызывающий чётко фиксируемый скачок из сверхпроводящего в резистивное состояние. Установка охлаждается до 10–20 мК для подавления теплового шума, что снижает уровень ложных срабатываний до одного на 100 секунд. Проект CASH позволит заполнить «белые пятна» на карте параметров аксионов, проверить ключевые модели (KSVZ и DFSZ) и, возможно, впервые напрямую обнаружить тёмную материю. Даже в случае отрицательного результата эксперимент установит новые строгие ограничения для теорий фундаментальной физики. По словам Горбунова, «наш детектор настолько чувствителен, что может зарегистрировать рождение одного-единственного фотона из аксиона». Это один из самых точных экспериментов в мире по чувствительности в радиодиапазоне, превосходящий аналоги и открывающий путь к новым открытиям в космологии и физике частиц. Луна поможет японским учёным в поисках тёмной материи
11.10.2025 [12:07],
Геннадий Детинич
Поиски тёмной материи пока не увенчались успехом, хотя на её долю должно приходиться около 80 % вещества во Вселенной. Поэтому вся стратегия по её поиску опирается на уверенность, что пресловутая «чёрная кошка в тёмной комнате» действительно там есть — нужно лишь придумать, как её поймать. По замыслу учёных из Японии, в этом могут помочь радиотелескопы на Луне. Симуляция показала, какой сигнал искать, а на Луне это возможно сделать с минимальными помехами. 
Источник изображения: University of Tsukuba Вселенная возникла около 13,8 млрд лет назад в результате Большого взрыва — события, сопровождавшегося стремительным расширением пространства-времени. Примерно через 400 000 лет после этого наступил период, известный как «тёмные века», который длился около 100 млн лет и характеризовался отсутствием звёзд и галактик. В это время доминировали облака газа, состоящие главным образом из атомов водорода, которые, по расчётам учёных, испускали слабые радиоволны с длиной волны 21 см. Эти волны рассматриваются как потенциальный источник ключевой информации о ранней эволюции Вселенной и её составе, включая загадочную тёмную материю. Исследователи из Университета Цукубы (University of Tsukuba) и Токийского университета (University of Tokyo) применили методы численного моделирования для предсказания интенсивности 21-сантиметрового сигнала в различных сценариях распределения тёмной материи. Используя суперкомпьютер, команда воспроизвела динамику газа и тёмной материи в ранней Вселенной во время «тёмных веков». Симуляции учитывали модели как холодной, так и тёплой тёмной материи. Это позволило достичь беспрецедентной точности в расчётах интенсивности ключевых радиоволн и открыло новые перспективы для интерпретации будущих наблюдений. Ключевые результаты моделирования показывают, что водородный газ в эпоху «тёмных веков» генерировал характерный радиосигнал с яркостной температурой около 1 милликельвина (одной тысячной градуса Кельвина) в усреднённом по небу радиоизлучении. Более того, тёмная материя, формируя в пространстве неоднородные структуры, должна была вызывать вариации этого сигнала аналогичной амплитуды, что позволило бы отчётливо выделить это влияние на фоне помех. Анализ глобального сигнала в широкой частотной полосе — около 45 МГц — позволит, по мнению учёных, точно определить массу и скорость частиц тёмной материи, что станет прорывом в понимании фундаментальных свойств этой субстанции. Эти расчёты побуждают ускорить планы по развёртыванию радиотелескопов на поверхности Луны, где отсутствие характерных для Земли и человеческой цивилизации помех обеспечит высокоточные наблюдения. В частности, японский проект «Цукуёми» предусматривает строительство на Луне радиотелескопов для улавливания слабого 21-сантиметрового сигнала. Успех миссии может радикально изменить наше представление о тёмной материи. Калибровочные снимки «Джеймса Уэбба» отсеяли кандидатов на роль лёгкой тёмной материи
29.07.2025 [17:39],
Геннадий Детинич
Телескоп «Джеймс Уэбб» впервые использовали для поиска частиц лёгкой тёмной материи, способных взаимодействовать с обычной материей с помощью других сил, кроме гравитации. Для этого учёные использовали калибровочные снимки телескопа, сделанные ещё в декабре 2021 года вскоре после его отправки в космос. Данные «Уэбба» облегчили будущую работу учёных, разом отбросив целый спектр кандидатов на роль лёгкой тёмной материи. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews Сегодня у учёных почти нет сомнений, что тёмная материя — это частицы, а не поле. Иначе говоря, это вещество, если говорить по-русски. Для объяснения свойств этого вещества и его места во Вселенной предложено множество гипотез. Эксперименты и наблюдения позволяют выявить несоответствия в этих гипотезах, выясняя, в том числе, какой тёмная материя не может быть. Эксперимент с калибровочными снимками «Уэбба» такого же рода — он сузил поле для поиска достаточно определённых частиц тёмной материи, указав на те области, где точно не стоит искать, и на которые нет смысла тратить ресурсы. В будущем NASA рассматривает возможность миссии DarkNESS (Dark Matter and Neutrino Exploration with Spectroscopic Sensitivity), в рамках которой будет создан небольшой спутник для слежения за центром нашей галактики. Считается, что тёмное вещество наиболее сконцентрировано в центрах галактик. Миссия DarkNESS будет искать варианты лёгкой сильновзаимодействующей тёмной материи, которая может вступать в связь с обычной материей не только с помощью гравитации. Это открывает возможность засечь частицы тёмной материи привычными датчиками из полупроводников, если такие частицы существуют. Закрытые фильтрами датчики «Уэбба» ещё до начала работы телескопа отчасти тоже могли справиться с такой задачей. Они не пропускали свет, но для частиц тёмной материи были прозрачны. Учёные сделали такие снимки во время калибровки прибора NIRSpec. Используя светочувствительные матрицы на основе ртути, кадмия и теллура, исследователи искали следы «тёмных фотонов» и других форм лёгкой тёмной материи, которые могли бы взаимодействовать с электронами. Никаких следов взаимодействия исследователи не нашли, что позволило исключить существование широкого спектра подобных частиц в диапазоне масс от 10 МэВ до 1 ГэВ. Это стало важным шагом в изучении природы тёмной материи. Полученные результаты имеют значение для будущих исследований, включая миссию DarkNESS. Этот аппарат будет использовать схожий подход для поиска тёмной материи. Данные с «Джеймса Уэбба» помогут оптимизировать программу наблюдений DarkNESS, уточнив диапазоны масс и свойств частиц, на которые стоит обратить внимание. Таким образом, телескоп внёс вклад не только в астрономию, но и в фундаментальную физику, уточняя возможные модели тёмной материи. Тёмную материю нужно искать в тёмных карликах, показало моделирование
09.07.2025 [10:14],
Геннадий Детинич
Группа учёных из Великобритании и США провела моделирование ранее неизвестного класса космических объектов, получивших название «тёмные карлики». В определённых условиях несостоявшиеся звёзды — коричневые карлики — могут вобрать в себя достаточное количество тёмной материи, чтобы поддерживать бесконечный процесс тления, оставаясь тусклыми, но при этом довольно горячими. Моделирование подсказало, где следует искать этих таинственных объектов. 
Источник изображения: Durham University Исследование проведено под руководством физиков из Университета Дарема (Durham University, Великобритания) и опубликовано в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP). Астрофизиков интересовал вопрос обнаружения частиц тёмной материи, которая слабо взаимодействует с обычным веществом — исключительно посредством гравитации. По этой причине науке до сих пор не удалось зарегистрировать такие частицы в естественной среде, и даже диапазон их возможных масс остаётся неизвестным. Один из рассматриваемых вариантов предполагает, что частицы тёмной материи могут быть достаточно массивными — их называют «вимпами» (WIMP, Weakly Interacting Massive Particles, или по-русски — слабо взаимодействующие массивные частицы). Британские астрофизики рассчитали условия, при которых возможно образование тёмных карликов с участием вимпов. Модели показали, что коричневые карлики в центре Млечного Пути, где концентрация тёмной материи должна быть особенно высокой, способны накапливать эти частицы. Коричневые карлики не обладают достаточной массой для запуска термоядерной реакции синтеза и не становятся полноценными звёздами. Однако в областях с высокой плотностью тёмной материи они могут вобрать её в достаточном количестве, чтобы получать энергию от аннигиляции вимпов — процесса их столкновения и взаимного уничтожения. Эта энергия способна бесконечно поддерживать тление, превращая такой объект в тёмного карлика. Отличить тёмного карлика от коричневого или других тусклых звёзд можно по наличию в его спектре изотопа литий-7. В обычных звёздах, включая коричневые карлики, литий-7, как правило, уничтожается, тогда как в тёмных карликах он должен сохраняться. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» способен проводить подобные спектральные наблюдения, отмечают учёные, и его следует направить также на поиск тёмных карликов в центре нашей галактики. Открытие хотя бы одного такого объекта мгновенно укажет на характеристики тёмной материи, что станет одним из важнейших достижений современной физики. «Джеймс Уэбб» запечатлел яркое столкновение двух скоплений галактик
04.07.2025 [19:22],
Сергей Сурабекянц
Космический телескоп NASA «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope, JWST) передал на Землю впечатляющую фотографию так называемого скопления галактик «Пуля» (Bullet Cluster), состоящего из двух отдельных сталкивающихся скоплений. Изображение расположенного в 3,9 миллиардах световых лет от Солнца скопления Пуля, полученное совместно с рентгеновской обсерваторией Chandra, может указать путь к раскрытию тайн тёмной материи. 
Источник изображений: NASA/ESA/CSA/STScI/CXC Ещё в 2006 году космический телескоп «Хаббл» и рентгеновская обсерватория Chandra получили изображение скопления Пули, которое подтверждало наличие в ней тёмной материи, которая гравитационно преломляла свет из более далёких галактик. JWST удалось создать более совершенную карту распределения материи, как обычной, так и темной, в скоплении Пуля. Космический телескоп зафиксировал свечение миллиардов звёзд, выброшенных из своих галактик в «свободное плавание». Учёные использовали свет от этих звёзд, чтобы отследить наличие темной материи и получить более точную карту её распределения в скоплении Пуля. На комбинированном изображении, полученном рентгеновской обсерваторией Chandra, горячий газ внутри скопления Пуля выделен розовым, а предполагаемое местоположение темной материи, согласно данным JWST, отмечено синим. Взаимное расположение этих областей заставило астрономов задуматься — что заставило тёмную материю и газ так разделиться. Столкновения между скоплениями галактик — идеальные источники информации для проверки научных предположений о тёмной материи. Наблюдения за этими космическими во всех смыслах явлениями даёт учёным возможность проверить, как частицы тёмной материи взаимодействуют друг с другом. В процессе столкновения галактики и окружающие их гало темной материи прошли сквозь друг друга — расстояния между ними настолько велики, что вероятность лобового столкновения между любыми двумя невелика. Это говорит о том, что степень, с которой частицы темной материи взаимодействуют друг с другом — то, что учёные называют «поперечным сечением столкновения» невелика. В противном случае взаимодействие замедлило бы облака темной материи, и они оказались бы ближе к облакам раскалённого газа. В результате газовое облако оказалось в центре столкновения, а галактики и их тёмная материя оказались на противоположных сторонах, пройдя друг сквозь друга.  На тёмную материю приходится более четверти всей массы и энергии во Вселенной, поэтому выяснение её секретов, в частности её поперечного сечения столкновения и причины этих высоких скоростей, имеет важное научное значение. Несмотря на новые данные, полученные «Джеймсом Уэббом», учёные пока не в состоянии определить скорость столкновения двух скоплений галактик. «Даже с этими обновлениями требуемая скорость столкновения остаётся высокой по сравнению с ожиданиями от космологического моделирования, — сообщил участник исследования. — Напряжённость сохраняется и остаётся активной областью исследований». Астрономы постоянно находятся в процессе тщательного измерения как можно большего количества столкновений скоплений галактик, наблюдаемых со всех углов и расстояний. Возможно, в сочетании с экспериментальными данными прямых поисков тёмной материи с помощью подземных детекторов, таких как эксперимент LUX-ZEPLIN, учёные приблизятся к пониманию сути тёмной материи. Наблюдения JWST были опубликованы 30 июня в журнале The Astrophysical Journal Letters. Китайские учёные изготовили уникальный радиотелескоп для исследования тёмной энергии
14.06.2025 [18:51],
Геннадий Детинич
На этой неделе из Китая в Бразилию морем отправлена чаша уникального радиотелескопа, который будет изучать свойства тёмной энергии и открывать другие тайны Вселенной. Это стало завершающим этапом изготовления астрофизических инструментов для проекта BINGO. Радиотелескоп будет собран в Бразилии далеко от цивилизации, чтобы минимизировать влияние помех на работу сверхчувствительных приборов. 
Художественное представление радиотелескопа BINGO. Источник изображения: Коллаборация BINGO Черновик проекта BINGO был представлен в 2011 году. К тому времени прошло всего 13 лет с момента открытия тёмной энергии — неизвестной силы, «расталкивающей» не связанные гравитацией галактики прочь друг от друга и с ускорением расширяющую нашу Вселенную. Сегодня это одна из важнейших тайн мироздания, которая далека от раскрытия. Считается, что тёмная энергия составляет 68 % всего, что есть материального во Вселенной. Радиотелескоп проекта BINGO должен помочь с её изучением. BINGO — совместный проект Бразилии и Китая. Руководит коллаборацией ведущий бразильский астрофизик Карлос Александре Вуенше де Соуза (Carlos Alexandre Wuensche de Souza), старший научный сотрудник отдела астрофизики INPE (Национального института космических исследований в Бразилии). Непосредственно проектированием и изготовлением радиотелескопа занимались китайские учёные, которые во главу угла поставили простоту сборки конструкции на месте. Радиотелескоп состоит из одной чашеобразной 40-метровой антенны и 28 «рупоров» — пакета из более мелких антенн. Система рассчитана на довольно широкий охват участка неба и одновременно на серию достаточно детализированных измерений в поле наблюдения. Прибор будет фиксировать барионные акустические колебания, полученные в результате комплексных наблюдений за нейтральным газом. Барионные акустические колебания возникали примерно до 380 тыс. лет после Большого взрыва в процессе сжатия и расширения областей плазмы. Они по определённому закону распределили вещество в пространстве, и с тех пор это стало своего рода слепком колебаний, что нашло отражение, например, в распределении галактик. По сути — это своего рода космическая линейка для определения расстояний во Вселенной. Данные BINGO помогут с высокой точностью оценить скорость и степень расширения Вселенной и, следовательно, смогут подтолкнуть к получению более точного набора характеристик тёмной энергии. К берегам Бразилии главная антенна радиотелескопа BINGO прибудет примерно через два месяца. Радиотелескоп будет построен в 2000 км от столицы страны. В строй его введут в 2026 году. |
© 1997—2026 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
