Темная материя?

на страницах сайта 

www.electrosad.ru

 

Наша неспособность наблюдать какие-либо явления

не являются основанием объявлять их новыми видами

вещества, большей частью это просто пока

неизвестные, проявления хорошо известной природы.

 

Не буду здесь обсуждать и спорить о природе физических свойствах «темной материи», хотя рассуждения некоторых авторов вызывают у меня сомнения. Сейчас всю материю которую невозможно наблюдать по тем или иным причинам относят к «темной материи» (черной). Поговорим здесь о том почему мы не видим все проявления материи.

 

 

Темная материя

это невидимая материя, которая может проявляться только в виде препятствий для прохождения электромагнитного излучения (например - света) от лежащего за ней источника к наблюдателю.

 

Что и как мы видим.

Согласно гипотезе Планка, излучение и поглощение электромагнитной волны происходит не непрерывно, а дискретно, порциями (квантами), энергия которых определяется частотой v.

 

ε = hv

 

Диапазон электромагнитных излучений, как он понимается в физике.

 

Виды излучения Низкочастотные радиоволны Радиоволны Инфракрасное излучение Свет Ультрафиолетовое излучение Рентгеновское излучение Гамма излучение Космическое излучение
Длина волны в м Более
3*104
от 3*104
до 5*10-4
от 5*10-4
до 7,6*10-7
от 7,6*10-7
до 4*10-7
от 4*10-7
до 1,35*10-8
от 1,02*10-7
до 0,6*10-9
от 1,4*10-10 до 5*10-13 Менее
5*10-13

Таблица 1.

 

Из всего этого спектра излучений (от менее 3*104 м до менее 5*10-13 м) человеческий глаз воспринимает только малую часть, а именно 0,38 — 0,76 мк. Поэтому вся материя, как источник электромагнитного излучения с длинами волн лежащими за пределами 0,38-0,76 мк наш глаз не видит. Поэтому для визуального наблюдения они воспринимаются как неизлучающие электромагнитное излучение или существующие, но не видимые. Поэтому даже это вещество в каком-то смысле может восприниматься нами как темная материя.

 

 

Рисунок 1. Спектральная чувствительность глаза V(λ) и функция
спектральной плотности излучения эталона люмена Ф(λ)/Ф(λm).

 

Но существуют способы расширить контролируемый (наблюдаемый) участок спектра электромагнитных излучений приходящих от нагретой материи - их источника.

Это прямые наблюдения с помощью технических средств - специальных инструментов: радиотелескопов, инфракрасных, ультрафиолетовых и рентгеновских и других преобразователей.

 

 

Рисунок 2.

 

На рисунке 2 - скопления галактик Abell 2390 слева, в рентгеновском спектре и справа, оптическом (цветовая гамма искажена).

 

Рисунок 3.

 

На рис.3 изображение галактики полученное с помощью радиотелескопа.

 

Существуют и косвенные методы, которые позволяют наблюдать не излучающие электромагнитное излучение тела и материю, на фоне существующих объектов с наблюдаемой светимостью (см. ниже рис.3).

 

Рисунок 3.

 

Посмотрим как выглядит зависимость длинны волны электромагнитного излучения и спектральной плотности от температуры идеального излучателя.

При температурах 300 - 600 ° К график выглядит так:

 

 

Рисунок 4.

 

Аналогичный график для высоких температур:

 

Рисунок 5.

 

Для инфракрасного диапазона зависимость λmax от температуры излучателя имеет вид:

 

λmax = 2897/T мкм [1]

 

Для оптического (инфракрасного и видимого) диапазона и излучателя типа «черное тело» известен закон Вина:

 

λmax = b/T

 

Здесь: T — термодинамическая температура, b = 2,9*10-3 м*К (постоянная Вина)

 

Это же видим из формулы описывающей квантовую гипотезу Планка

 

E=hc/λ.

 

Из нее зависимость λ от энергии кванта (энергии излучателя) получается - λ = hc/Е.

В общем случае мы имеем обратно пропорциональную зависимость λmax от температуры.
 

Вся материя разогретая до температур порядка тысячи градусов [ф.1] и выше может наблюдаться визуально.

 В их спектре имеются составляющие которые попадают в видимый глазом его участок.

При более высоких температурах источников света, визуально наблюдаются только внешние, более холодные слои плазмы (оболочки) спектральный состав излучения которых попадает в видимую глазом область.

 

Есть только две причины не позволяющие наблюдать вещество находящееся в космическом пространстве:

1. Невозможно наблюдать только излучение от тех источников, масса которых не позволяет электромагнитному излучению низких энергий покинуть источник, в силу действия гравитационных эффектов. Это так называемые «нейтронные звезды» и «черные дыры».

Правда в последнем случае электромагнитное излучение высоких энергий имеет возможность выйти из зоны гравитации объекта.

Например жесткое гамма излучение.

2. Если вещество (материя) имеет температуру равную или ниже температуры открытого космоса (0 -:- 2,7 К).

 

Что касается материи имеющей температуру выше открытого космоса (2,7 К) то их излучение может наблюдаться с помощью радио электронных средств (радиотелескопов). См. такое изображение рис. 3.

 

Межзвездная материя в виде вещества малой плотности (например -высоко разреженного газа), охлажденная до температуры, приближающейся к абсолютному нулю, не испускает электромагнитное излучение. Единственный способ ее увидеть, только на фоне нагретой материи. Эта масса ослабляет проходящий через нее свет более далеких источников и выглядит как та самая «темная материя».

 

Заключение.

То, что человек не может наблюдать материю в каких либо областях открытого космоса визуально или с помощь технических средств, не является достаточным основанием говорить о наличии каких либо новых состояний вещества.

 

Могут существовать только два вида невидимой нам "темной материи".

 

Первый, это известная нам материя низкой плотности (только низкой плотности), охлажденная до температуры открытого космоса.

На основе известных физических закономерностей, можно даже предположить наличие материи более холодной чем открытый космос. Её невозможно наблюдать даже техническими средствами, а только по косвенным признакам (например как преграду электромагнитному излучению приходящему от дальше расположенных тел, его, ЭМИ, излучающих). Материя их образующая не отличается от материи окружающего пространства. Просто ее температура настолько низка, что материя не обладает светимостью.

 

Второй, ограниченные в объеме образования высокой плотности и массы (не смотря на то что они по самой своей природе имеют высокую температуру).

Их гравитационные эффекты не позволяют наблюдать высокотемпературную оболочку, поэтому они могут наблюдаться, как по косвенным признакам, или в области спектра жесткого гамма излучения и на более коротких длинах волн. Материя этих образований не отличается от материи окружающего пространства. Просто материя приобретает иную, сверхплотную, структуру.

 

Подготовил А. Сорокин

февраль 2009 года.

  Яндекс.Метрика

<<назад>> <<в начало>> <<на главную>>

Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:

/Неизвестный процессор/Охлаждение ПК/Электроника для ПК/Linux/Проекты, идеи/Полезные советы/Разное/
/
Карта сайта/Скачать/Ссылки/Обои/Форум/Каталог/

 

При полном или частичном использовании материалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна.
Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через
гостевую книгу или
почтой.

Copyright © Sorokin A.D.©

2002-2012