Помогите понять ролик про аннигиляцию тёмной материи

[PavelSI]

Так может быть дело в количестве?

Вырождения от такого количества не будет?

[PavelSI]

Вы математик, Вам виднее.

Игорь мой коллега? Или вы всех людей кто вам не нравится объединяете в одно облако типа 1 человек?

[PavelSI]

а попробовать почитать статью по ссылке к ролику?
Ссылка на работу Ребекки Лин и Юрия Смирнова: https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.126.161101

По статье. У меня сложилось впечатление, что с точки зрения авторов тёмная материя ну прям совсем сильно концентрируется в центре Галактики. Т.к. эффект становится заметен только в самом-самом ядрышке. Причем рисуются совершенно заоблачные значения типа добавочных тысяч градусов у планет. Сколько ж там у звёзд тогда будет! И как же там бедная несчастная звезда S2, я за неё переживаю.

Второй пункт. Авторы явно игнорят тему белых карликов. Типа всё посчитано до них. А вот интересно было бы найти ХОЛОДНЫЙ белый карлик в центре Галактики - это должно быть задача попроще чем с экзопланетами и замерами их температур... и это позволило бы поставить жирный крест на всей этой идее, ну или хотя бы получить вразумительные ограничения на плотность и сечение.

По ссылкам правда не ходил.

[Игорь_ЕД]

Цитата: Игорь_ЕД от 11 Май 2021 [19:37:25]
После чего они уже превращаются в такие частицы, которые способны аннигилировать между собой.
Где такое в статье? В статье говорится что частицы будут захвачены, да. Но не то что "превращаются".

В следующем посту я пояснил мысль:

Я думаю, что трактовать эту фразу следует так. После столкновения с частицей обычной материи частица тёмной материи может потерять сильно в скорости.

То есть частицы не превращаются в новый вид частиц. Просто меняются их свойства. Можно говорить, что они будут "захвачены" гравитационным полем планеты. Ниоткуда не следует. что они должны будут оставаться всё время внутри планеты. Они могут по идее и выходить за рамки планеты. Тогда мы бы наблюдали гамма-фон от аннигиляции этих частиц на какой-то частоте. Что не наблюдается.

[Игорь_ЕД]

И есть ещё одно сомнительное место. Если тёмная материя способна существенно разогревать планеты, то она будет способна ещё более существенно разогревать звёзды. А это существенно повлияло бы на наше представление об эволюции звёзд. И то, что в реале происходило бы в звёздах, отличалось от того, что получалось бы в наших компьютерных моделях. И это расхождение уже бы было замечено.

[Игорь_ЕД]

Частицы тёмной материи пытаются обнаружить в нейтринных детекторах. В них большое внимание уделяется избавлению от радиоактивного фона. Ну хорошо, от радиоактивного фона избавились. Но остаётся фон от нейтрино. Но этот фон должен согласовываться с тем, что происходит на Солнце. Кроме того, этот фон не зависит от времени года. А фон от тёмной материи, если он настолько существенен, что разогревает планеты, должен был бы заметен на фоне нейтрино тем, что он зависит от времени года. То есть в течении года скорость Земли относительно частиц тёмной материи меняется. Но что-то про это пока тихо. 

[wandarer]

Так может быть дело в количестве?

Вырождения от такого количества не будет?

Вырождение наоборот присуще отсутствию какого-либо взаимодействия. Включение любого взаимодействия или особенности строения (например,спин) расщепляет энергетические уровни и уменьшает вырождение. Таким образом,  если мы принимаем гипотезу о лёгких частицах ТМ и они примерно такие по энергии как нейтрино, то матрица смешивания нейтрино должна коррелировать в процентных соотношениях с количеством ТМ во Вселенной. И помимо W и Z бозонов темная материя, возможно,  помогает расщеплению нейтрино на три аромата (электронное, мюонное и тау-лептонное) входя в них как некоторая составляющая. Относительно ТМ  - составлена новая карта внешних регионов гало Галактики и ученые смогли увидеть неравномерность в распределении звезд и рассчитать путь галактики Большое Магеланово облако(БМО). Взаимодействие БМО с темной материей сыграет большую роль для нашей галактики. Темная материя замедляет движение БМО, и со временем эта карликовая галактика сольется с Млечным путем: «Астрономы показали, как распределена темная материя в окрестностях Млечного пути»: https://zen.yandex.ru/media/funscience/astronomy-pokazali-kak-raspredelena-temnaia-materiia-v-okrestnostiah-mlechnogo-puti-6081b37f93645d2d322e81d8 .  Или «Astronomers release new all-sky map of the Milky Way's outer reaches»: https://phys.org/news/2021-04-astronomers-all-sky-milky-outer.html .

[Игорь_ЕД]

Вот лекция Рубакова про ТМ: http://www.youtube.com/watch?v=0gaWJASmGLU , из которой ясно, что нейтрино не может быть кандидатом на роль ТМ. Они лёгкие и более или менее взаимодействуют с обычным веществом. Но аргументация работает и для других, может не очень лёгких частиц. Если частицы ТМ взаимодействуют с обычным веществом настолько хорошо, что разогревают планеты, то на заре Вселенной, когда её плотность была гораздо более высокой, происходил бы обмен энергии частиц обычной и тёмной материи. А если принять, что ЛCDM модель развития Вселенной верна, то тёмная материя на заре Вселенной была холодной. Также плохо подходят на роль ТМ и просто очень лёгкие частицы. Они как и фотоны должны будут сильно уменьшать свою энергию по причине расширения Вселенной, и значит на заре Вселенной быть горячими. Значит нам остаются тяжёлые и плохо взаимодействующие с обычном веществом частицы. Значит шансы их зарегистрировать достаточно малы в принципе.

Также не может быть кандидатом на роль ТМ что-то сделанное из обычной материи. Доказательством служит тот факт, что ЛCDM модель, которая согласована с анизотропией фона реликтового излучения, предполагает, что когда это реликтовое излучение возникло, уже существовала холодная ТМ в количестве в  раз превышающее обычную материю. Как-то сильно всё завязано на анизотропию реликтового фона. 

[wowaako]

Мне кажется сомнительным что при аннигиляции тёмной материи - две частицы не участвующие в электромагнитном взаимодействии образуют два фотона.

[Ый]

Пока Тёмную материю руками не пощупаем, не проведём с ней ряд исследований, всё это будут пустые догадки. Порассуждать, конечно, можно, но не следует из этого делать каких-то выводов.

[IAR]

Пока Тёмную материю руками не пощупаем, не проведём с ней ряд исследований, всё это будут пустые догадки...

Да, как ее пощупать -- сквозь руки проходит. Ой, ребята, это другой сорт материи. Ой, принципиально другой!

[Андрей Астрофизический]

Ой, ребята, это другой сорт материи

Может быть это в некоторой мере оффтоп... Если мешает, модераторы удалят.

(кликните для показа/скрытия)

Мне почему-то стало интересно. А какие версии придумывали люди для объяснения тепловыделения элементов, ныне известных как радиоактивные, до открытия ядерных реакций? Какие гипотезы сочиняли на эту тему.

[wandarer]

...Также плохо подходят на роль ТМ и просто очень лёгкие частицы. Они как и фотоны должны будут сильно уменьшать свою энергию по причине расширения Вселенной, и значит на заре Вселенной быть горячими.

Для массивных лёгких частиц это далеко не факт, так как для них уменьшение энергии это просто уменьшение скорости, в отличие от фотонов, где идёт уменьшение частоты.

[Ый]

А какие версии придумывали люди для объяснения тепловыделения элементов, ныне известных как радиоактивные, до открытия ядерных реакций? Какие гипотезы сочиняли на эту тему.

А в чистом виде и в свободном доступе тогда не существовало этих элементов. Да и сейчас не существует. Так что щупать на тепловыделение нечего было. Это когда уже добыли урана (и других радиоактивных элементов) достаточное количество, тогда и ощутили что он теплее окружающей среды.

[Ый]

Да, как ее пощупать -- сквозь руки проходит.

Кто проверял?

[Hide.]

1) А с чего бы это вдруг тёмная материя должна концентрироваться внутри планет и звёзд?

Металлы на Земле, как ископаемые, из ядра звёзд, значит нет там тёмной материи.

[wandarer]

...Да, как ее пощупать -- сквозь руки проходит....

Скорее всего темная материя отделилась от сингулярности раньше чем наступили темные века Большого взрыва и даже ранее возникновения реликтового излучения. Возможно, это была нейтринная эпоха. Если тёмная материя состоит из лёгких массивных частиц, то нейтрино в силу одинаковости порядка энергии  с этими частицами "раскидало" темную материю по рёбрам, напоминающим структуры, которые образуются при растоплении сливочного масла на горячей сковородке. Затем уже эти структуры притянули к себе барионную материю и образовали первые звёзды и галактики. И если уж искать концентрации тёмной материи, то по-видимому следует идти к условиям, которые существовали при Большом взрыве. Этим условиям больше соответствуют состояния в нейтронных звёздах или в чёрных дырах или  в джетах галактик.

[Ый]

Если тёмная материя состоит из лёгких массивных частиц

Это как?

по-видимому следует идти к условиям, которые существовали при Большом взрыве. Этим условиям больше соответствуют состояния в нейтронных звёздах или в чёрных дырах или  в джетах галактик.

А в чём эти соответствия? Вы знаете какие условия были при Большом взрыве?

[wowaako]

А с чего бы это вдруг тёмная материя должна концентрироваться внутри планет и звёзд?

Думаю большая часть тёмной материи деже не перейдёт на орбиту звёзд и планет, потому что не будет сил притормозить её, конечно часть тёмной материи попадёт на орбиту звёзд благодаря удачному манёвру с планетами.
С галактиками уже не так, если достаточна медленная частица тёмной материи влетает в галактику(вместе с гало), то пока она будет долго лететь по галактике вселенная расширится и она замедлится так что она не сможет покинуть галактику.

Скорее всего темная материя отделилась от сингулярности раньше чем наступили темные века Большого взрыва и даже ранее возникновения реликтового излучения. Возможно, это была нейтринная эпоха.

Важно не когда тёмная материя  отделилась, а когда она настолько замедлилась что перестала равномерно заполнять вселенную, и стала концентрироваться в сверх скоплениях, скоплениях и галактиках( для каждой фракции тёмной материи отдельно)

[wandarer]

Если тёмная материя состоит из лёгких массивных частиц

Это как?

Топикстартер в посте #47 любезно привёл ссылку на видеоролик в котором Валерий Рубаков на 16:08 приводит таблицу, отвечающую на ваш вопрос.