Думаю, что этот реферат закроет многие ваши вопросы.
СКРЫТАЯ МАССА В СВЕТЕ ПОСЛЕДНИХ НАБЛЮДЕНИЙ
В.А. Сирота
Физический институт им. Лебедева РАН, Москва, Россия,
e-mail: sirota
lpi.ru
Уже около тридцати лет считается установленным существование во Вселенной большого количества скрытой массы, или темной материи, взаимодействующей с обычным, наблюдаемым нами веществом только гравитационно. Присутствие этой скрытой массы в очень больших масштабах обнаруживается по распределению скоростей в скоплениях галактик. Кроме того, по наблюдениям движения отдельных звезд и газовых облаков установлено существование у большинства галактик темного гало размером в десятки и массой порядка сотни масс самой галактики.
Теория нуклеосинтеза в ранней Вселенной запрещает существование такого большого количества барионов - оно ограничено наблюдаемым процентным соотношением гелия и водорода. Поэтому предполагается, что темную материю составляют какие-то неизвестные до сих пор небарионные частицы.
Из общетеоретических соображений представлялось естественным, что полная плотность энергии во Вселенной должна соответствовать критической плотности, отделяющей открытую Вселенную от замкнутой. Наблюдаемое барионное вещество дает 3-5% этой величины. Таким образом, до недавнего времени теоретики считали, что небарионная материя составляет 95% критической плотности, а наблюдатели утверждали, что по гравитационному воздействию в скоплениях галактик обнаруживается 30-50%.
В последние годы наметилось неожиданное разрешение этого противостояния. Удалось измерить расстояния до нескольких сверхновых звезд, находящихся очень далеко от нас - на расстоянии порядка половины радиуса горизонта. Сопоставляя эти расстояния с красными смещениями (z~1), оказалось возможным не только уточнить значение постоянной Хаббла - скорости расширения Вселенной - но и найти ее первую производную. Неожиданным оказался знак этой производной: расширение не замедляется, как предполагалось, а ускоряется. Для получения такой зависимости нужно ввести в уравнения Эйнштейна слагаемое с космологическим L-членом, или - в более общем виде - добавить в тензор энергии - импульса слагаемые, отвечающие среде с отрицательным давлением. Такая среда, называемая квинтэссенцией, должна, по оценкам наблюдателей, давать вклад в плотность полной энергии, по крайней мере не меньший, чем плотность материи.
То, что расширение Вселенной ускоряется, дает возможность решить другие проблемы, связанные с моделями образования скоплений галактик и подсчетом их количества на различных расстояниях от нас. Возраст Вселенной оказывается больше, чем в стандартной модели, и это решает имевшиеся противоречия с оценками возраста наиболее старых звезд.
Еще одно крупное наблюдательное достижение последнего времени - измерение анизотропии реликтового излучения на масштабах вплоть до угловых масштабов порядка 10'. Обнаружен первый, а по оптимистическим оценкам - и второй, и третий допплеровские пики. Их положение, высота и зависимость амплитуды анизотропии от масштаба тоже дают ограничения на плотность энергии различных составляющих.
Сопоставление всех имеющихся в настоящее время наблюдательных результатов дает в качестве наиболее вероятной следующую оценку: полная плотность энергии во Вселенной совпадает с критической плотностью, 50-70% ее составляет энергия вакуума (квинтэссенция, или L-член), 3-5% - обычное барионное вещество, остальные 30-50% - небарионная темная материя. Пространство плоское, со временем Вселенная будет неограниченно расширяться, степенной характер расширения сменится экспоненциальным.