Владимир Моисеев – Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя (страница 7)

               Впоследствии все эти предсказания были подтверждены спутниками COBE, WMAP и Planck. Именно благодаря расчетам космологов и измерениям спутников мы знаем, что Вселенная на 5 процентов состоит из обычной материи, на 26 процентов из темной материи и на 69 процентов из темной энергии.

  

Глава 11-1-19

Джон Ричард Бонд

Джон Ричард Бонд (John Richard Bond, род. 1950, Торонто) — канадский астрофизик-теоретик и космолог, специализируется на изучении структуры Вселенной.

 

Профессор Торонтского университета, член Канадского (1996) и Лондонского (2001) королевских обществ, иностранный член НАН США (2011). В 1996—2006 годах директор Канадского института теоретической астрофизики (Canadian Institute for Theoretical Astrophysics) и с 2002 года директор его программы «Космология и гравитация». За свою научную деятельность удостоен почти всех главных канадских наград, также как и высших гражданских почестей своих страны и провинции. Самый цитируемый астроном и космолог Канады в период 1981—1997 годов.

Окончил Торонтский университет (бакалавр математики и физики, 1973). Степени магистра (1975) и доктора философии (1979) по теоретической физике получил в Калифорнийском технологическом институте. Для получения последней работал под началом У. А. Фаулера, впоследствии Нобелевского лауреата.

               В 1973—1978 годах ассистент-исследователь в Калифорнийском технологическом институте, в 1975-76 гг. также работал в Лаборатории реактивного движения (США), в 1976—1977 гг. приглашённый ученый в Институте Нильса Бора. В 1978—1981 годах в качестве постдока лектор по астрономии в Калифорнийском университете в Беркли.

               С 1981 года ассистент-профессор и в 1985—1987 годах ассоциированный профессор Стэнфордского университета. В 1982—1983 гг. исследователь в Кембриджском университете. В 1985 году вернулся в Торонтский университет, где стал профессором кафедры астрономии и физики, а также ассоциированным профессором и с 1987 года (по 1999) профессором Канадского института теоретической астрофизики (Canadian Institute for Theoretical Astrophysics), в 1990—1991 и 1994—1995 гг. его и. о. директора, а в 1996—2006 годах директор; в 2000 году стал Университетским профессором Торонтского университета. С 2002 года также член Perimeter Institute for Theoretical Physics. Состоит членом одного из дивизионов Международного астрономического союза.

               Работал также в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, Парижском институте астрофизики, Кембриджском институте Исаака Ньютона, Пекинском институте теоретической физики Кавли, Гавайском университете, в 2003 году приглашённый профессор в Парижском университете, в 2007 году гумбольдтовский фелло в Институте астрофизики Общества Макса Планка.

               Иностранный почётный член Американской академии искусств и наук и Американской ассоциации содействия развитию науки (обеих — с 2003), фелло Американского физического общества (1998). Почётный доктор Университета Святой Марии (Галифакс, 2016).

Награды и премии

премия Дэнни Хайнемана в области астрофизики (2002)

Канадская золотая медаль Герхарда Херцберга (2006)

премия Гумбольдта (2007)

премия Грубера по космологии (2008)

медаль Генри Маршалла Тори (2009)

Премия Американского физического общества (2024)

член Американского физического общества

член Лондонского королевского общества

член Королевского общества Канады

Глава  11-1-20

Джордж Р. Блюменталь 

Джордж Р. Блюменталь (родился в Милуоки, штат Висконсин, 20 октября 1945 года) — американский астрофизик, астроном и академический администратор. Он был десятым канцлером Калифорнийского университета в Санта-Крузе.

 

               Блюменталь родился в семье Лилиан и Марселя Блюменталь, владельцев небольшой компании по производству жалюзи. Он интересовался наукой с очень раннего возраста и вспоминает запуск советского спутника «Спутник-1» в 1957 году. Блюменталь имеет степень бакалавра наук по физике в Университете Висконсин-Милуоки и степень доктора философии по физике в Калифорнийском университете в Сан-Диего.

               Блюменталь особенно известен своей работой с коллегами из Санта-Круз Сандрой М. Фабер и Джоэлем Праймаком, а также с Мартином Ризом из Кембриджского университета по темной материи. Их теория холодной темной материи, разработанная в 1980-х годах, остается стандартным объяснением образования галактик и галактических скоплений. Блюменталь также работал во многих других областях астрофизики, включая изучение гамма-всплесков, аккреционных дисков, активных галактик и микроволнового фонового излучения, оставленного Большим взрывом.

               Блюменталь был председателем Академического сената Калифорнийского университета в Санта-Крус с 2001 по 2003 год и по одному году занимал должность вице-председателя и председателя Академического сената Калифорнийского университета. Он сменил Денис Дентон на посту канцлера Калифорнийского университета в Санта-Крус в 2006 году после ее самоубийства. Блюменталь ушел с поста канцлера в конце июня 2019 года, чтобы возобновить работу в области астрономии и работать неполный рабочий день в Центре исследований в области высшего образования Калифорнийского университета в Беркли. Его сменила на посту канцлера Синтия Ларив.

               Он является соавтором двух учебников, «Астрономия 21-го века» и «Понимание нашей Вселенной», и написал более 75 научных публикаций.

               Джордж Блюменталь является членом Совета попечителей корпорации Американского университета Армении.

Глава 11-1-21

Проблема каспов

               В ходе теоретического исследования свойств тёмной материи в 1980-х годах была предложена гипотеза холодной тёмной материи (CDM).

               При численном моделировании эволюции структуры галактик, проведенного на основании общепринятой космологической модели ΛCDM (Λ-член, отвечающий за темную энергию, + темная материя CDM), оказалось, что распределение плотности гало тёмной материи в центральных областях предсказывает появление сингулярности (плотность стремится к бесконечности).  Это явление назвали каспом.

               Однако наблюдаемые кривые вращения темной материи свидетельствуют о существовании во внутренней зоне участка практически постоянной плотности, получившей обозначение ядра.

               Проблема каспов (cuspy halo problem) — одно из основных противоречий модели CDM (холодной тёмной материи), являющейся в настоящее время общепринятой, с наблюдательными данными.

               Среди которых наиболее показательны прежде всего данные для галактик низкой поверхностной яркости и богатых газом карликовых галактик поздних типов, поскольку именно такие объекты содержат большую долю тёмной материи. Эти данные по большей части дают обратную картину: кривые вращения демонстрируют линейный рост, так что на расстоянии нескольких килопарсек от центра галактик скорости оказываются практически вдвое ниже предсказанных теоретически.

               Неопределённость в описании распределения тёмной материи в центральных областях галактик вызывает неизбежные трудности прежде всего при решении задачи экспериментального обнаружения тёмной материи. Противоречие между предсказаниями, основанными на общепринятой космологической модели (ΛCDM), и наблюдательными данными используется критиками этой модели как серьёзный аргумент против её корректности.

Глава 11-1-22

Возможные объяснения проблемы каспов

               1. Неточность результатов численного моделирования, в особенности недостаточное разрешение, — практически исключена.

               2. Неточность наблюдательных данных из-за систематических инструментальных или измерительных погрешностей, таких как размытие изображения, неточное расположение щели спектрографа, ошибки, связанные с её конечной шириной при регистрации кривых вращения. Эти погрешности наиболее велики именно при анализе скоростей на минимальных расстояниях от центра галактики и могли бы приводить к получению меньших значений скоростей, следовательно, недооценке плотности тёмной материи.

               3. Неверная интерпретации результатов наблюдения. Например, некруговые траектории при регистрации кривых вращения. Или гало имеют на самом деле несферическую форму, но поскольку наблюдаются под углом, кажутся сферическими и имеющими ядро с постоянной плотностью. Истинные значения скоростей вращения также могут быть занижены при наблюдении галактик с ребра. Тем не менее, было показано, что все перечисленные эффекты не вносят существенного искажения в наблюдаемую картину и неспособны были бы явиться причиной того, что каспы проявлялись бы в экспериментах как ядро постоянной плотности.

               Кроме того, применялся и альтернативный метод, вообще не задействующий построение кривых вращения и основанный на непосредственном анализе спектроскопических данных, и он также показал отсутствие каспов в распределении масс.

               4. Расчётные и наблюдательные данные верны, гало изначально действительно содержат каспы, но затем они размываются. Это происходит благодаря взаимодействию с барионной материей посредством так называемой обратной связи. В частности, это могли бы быть вспышки звездообразования, потоки газа, вызванные взрывами сверхновых, динамическое трение облаков газа. Но было показано, что такие процессы могут, напротив, оказывать обратное действие, увеличивая плотность гало в центральных областях.