Барионная темная материя: состав, поиск и ограничения на количество.
Baryonic dark matter
Барионная темная материя: гипотетические частицы из протонов и нейтронов, влияющие на гравитацию. MACHO, невидимый газ, и поиски темной материи во Вселенной.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
В астрономии и космологии барионная темная материя — это гипотетическая форма темной материи, состоящая из барионов. Вероятно, лишь небольшая доля темной материи во Вселенной является барионной.
In astronomy and cosmology, baryonic dark matter is hypothetical dark matter composed of baryons. Only a small proportion of the dark matter in the universe is likely to be baryonic.
Характеристики
Как и "тёмная материя", барионная тёмная материя не обнаруживается по излучению, но о её присутствии можно судить по гравитационному воздействию на видимую материю. Эта форма тёмной материи состоит из "барионов" – тяжёлых субатомных частиц, таких как протоны и нейтроны, а также комбинаций этих частиц, включая обычные атомы, не излучающие свет.
As "dark matter", baryonic dark matter is undetectable by its emitted radiation, but its presence can be inferred from gravitational effects on visible matter. This form of dark matter is composed of "baryons", heavy subatomic particles such as protons and neutrons and combinations of these, including non emitting ordinary atoms.
Присутствие
Барионная темная материя может существовать в виде не излучающего газа или в массивных астрофизических компактных гало-объектах (MACHO) – сгущенных объектов, таких как черные дыры, нейтронные звезды, белые карлики, очень тусклые звезды или не излучающие объекты, такие как планеты и коричневые карлики.
Baryonic dark matter may occur in non luminous gas or in Massive Astrophysical Compact Halo Objects (MACHOs) – condensed objects such as black holes, neutron stars, white dwarfs, very faint stars, or non luminous objects like planets and brown dwarfs.
Оценка количества
Общее количество барионной темной материи можно оценить по моделям первичного нуклеосинтеза и наблюдениям космического микроволнового фона. Оба источника указывают на то, что количество барионной темной материи значительно меньше общего количества темной материи.
The total amount of baryonic dark matter can be inferred from models of Big Bang nucleosynthesis, and observations of the cosmic microwave background. Both indicate that the amount of baryonic dark matter is much smaller than the total amount of dark matter.
Нуклеосинтез Большого взрыва
С точки зрения нуклеосинтеза Большого взрыва, большее количество обычной (барионной) материи подразумевает более плотную раннюю Вселенную, более эффективное превращение материи в гелий-4 и меньшее количество оставшегося несгоревшего дейтерия. Если бы вся темная материя во Вселенной была барионной, то содержание дейтерия во Вселенной было бы значительно меньше, чем наблюдается. Это можно было бы объяснить, если бы каким-то образом образовалось больше дейтерия, но масштабные исследования, проведенные в 1970-х годах, не выявили правдоподобных механизмов для этого. Например, MACHO, к которым относятся, в частности, коричневые карлики (объекты, состоящие из водорода и гелия с массами менее ), никогда не начинают ядерный синтез водорода, но они сжигают дейтерий. Среди других рассмотренных возможностей были "Юпитеры" – объекты, подобные коричневым карликам, но с массами и не способные к сжиганию какого-либо топлива, а также белые карлики.
From the perspective of Big Bang nucleosynthesis, a larger amount of ordinary (baryonic) matter implies a denser early universe, more efficient conversion of matter to helium 4, and less unburned deuterium remaining. If all of the dark matter in the universe were baryonic, then there would be much less deuterium in the universe than is observed. This could be resolved if more deuterium were somehow generated, but large efforts in the 1970s failed to identify plausible mechanisms for this to occur. For instance, MACHOs, which include, for example, brown dwarfs (bodies of hydrogen and helium with masses less than ), never begin nuclear fusion of hydrogen, but they do burn deuterium. Other possibilities that were examined include "Jupiters", which are similar to brown dwarfs but have masses and do not burn anything, and white dwarfs.