हर सेकंड आपके शरीर से कितना गहरा पदार्थ गुजरता है

बड़े और छोटे तराजू पर कॉस्मिक संरचना का गठन अंधेरे और सामान्य पदार्थ की बातचीत पर अत्यधिक निर्भर है। काले पदार्थ के अस्तित्व के अप्रत्यक्ष साक्ष्य के बावजूद, हम इसे प्रत्यक्ष रूप से पहचानना बहुत पसंद करेंगे - और यह केवल तभी हो सकता है जब सामान्य और काले पदार्थ के बीच एक गैर-अक्षीय पारस्परिक अंतर हो।

ब्रह्मांड में पदार्थ का संतुलन, इसके सभी ग्रहों, सितारों, गैस, धूल, आकाशगंगाओं और सब कुछ के बावजूद, जो हमें इसमें मिलता है, वह नहीं जुटता है। सबसे बड़े ब्रह्मांडीय तराजू पर, हम एक ही चीज देखते हैं: हम जो गुरुत्वाकर्षण प्रभाव देखते हैं, उसके लिए पर्याप्त बात नहीं है। पदार्थ जम जाता है, एक ब्रह्मांडीय वेब का निर्माण; आकाशगंगाओं के समूह विशाल आकार तक बढ़ते हैं, और उनके अंदर आकाशगंगाएं उच्च गति से चलती हैं; अलग-अलग आकाशगंगाएं बहुत तेज गति से घूमती हैं, जो कि बहुत बड़ी होती हैं।

लेकिन यह सब तब नहीं हो सकता था जब हर उस चीज की तुलना में पांच गुना अधिक मामला हो जो केवल प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों के लिए जवाब दे सकते हैं। यूनिवर्स की हमारी तस्वीर को आंतरिक स्थिरता के लिए डार्क मैटर (टीएम) की आवश्यकता होती है। और अगर यह वास्तविक है, तो हमारे मिल्की वे का भी टीएम का अपना प्रभामंडल है, और इस टीएम का कुछ हिस्सा सौर मंडल, पृथ्वी और यहां तक ​​कि आपके शरीर से भी गुजरता है। और यहां बताया गया है कि इस समय आपके अंदर कितना टीएम है।


ब्रह्मांड में सबसे बड़ी तराजू पर देखी गई घटनाओं को समझाने के लिए, विकिरण विकिरण से लेकर लौकिक वेब, आकाशगंगाओं और अलग-अलग आकाशगंगाओं के समूहों तक, डार्क मैटर की आवश्यकता होती है

युवा ब्रह्मांड में, सब कुछ आज की तुलना में अधिक गर्म, सघन और अधिक समान था। शुरुआती दिनों में, कुछ सघन क्षेत्र थे जिनमें औसत पदार्थ की तुलना में थोड़ा अधिक था। गुरुत्वाकर्षण ऐसे क्षेत्रों में अधिक मामले को आकर्षित करता है, और विकिरण इसे बाहर धकेलने का काम करता है।

यदि हमारे पास केवल सामान्य पदार्थ और उसके घटक कण इस विकिरण के साथ मिलकर होते हैं, तो आकाशगंगा और गैलेक्टिक क्लस्टर आज हम जो देखते हैं उससे पूरी तरह से अलग होंगे। लेकिन अगर TM सामान्य से 5 से 1 के अनुपात में है, तो हम सैद्धांतिक रूप से अपने अवलोकन और माप के अनुरूप कॉस्मिक वेब को पुन: पेश कर सकते हैं।


सबसे बड़े पैमाने पर, सिमुलेशन (लाल) इस बात से मेल नहीं खाता है कि वास्तव में आकाशगंगाएं कैसे (नीले और बैंगनी) जमा होती हैं, जब तक कि अंधेरे पदार्थ उनमें शामिल नहीं होते हैं।

एचएम के अस्तित्व के परिणामों में से एक यह है कि ब्रह्मांड में बनने वाली कोई भी बड़ी संरचना, उदाहरण के लिए, एक आकाशगंगा, एचएम के एक बड़े दुर्लभ आकृति वाले घेरे से घिरी होगी। आकाशगंगाओं के केंद्र के करीब, सामान्य (परमाणु-आधारित) पदार्थ एकत्र होंगे, क्योंकि यह स्वयं को टक्कर देने और विकिरण करने में सक्षम है। लेकिन टीएम बस हर चीज से गुजरता है: खुद के माध्यम से, सामान्य पदार्थ, फोटॉन आदि।

टीएम कण, केवल गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से बातचीत करते हुए, एक बड़े प्रारंभिक गति को नहीं खो सकते हैं। ब्रह्मांड के पूरे इतिहास में, टीएम का प्रत्येक कण एक दर्जन से अधिक बार आकाशगंगा के केंद्र से गुजर सकता है।


मॉडल और सिमुलेशन के अनुसार, सभी आकाशगंगाओं को टीएम हेलो में ढाल दिया जाना चाहिए, जिनका घनत्व केंद्र में अधिकतम है। यहां तक ​​कि अरबों वर्षों के पर्याप्त लंबे अंतराल पर, हेलो के किनारे प्रत्येक टीएम कण एक क्रांति को मुश्किल से पूरा करता है।

यूनिवर्स में सबसे बड़े पैमाने पर, डार्क मैटर हावी है। लेकिन जहां हम हैं, आकाशगंगा के केंद्र से 25,000 प्रकाश-वर्ष, सामान्य रूप से स्थानीय पदार्थ प्रबल होते हैं। पृथ्वी पर, सौर मंडल में, स्थिति उस अंतर से भी अधिक भिन्न होती है जो अंतर-तारकीय अंतरिक्ष में राज्य करती है। मानव शरीर का घनत्व पानी के बराबर है - 1000 किग्रा / मी ³ ।

अंधेरे पदार्थ का घनत्व जहां हम रहते हैं, यहां तक ​​कि सबसे यथार्थवादी सिमुलेशन में, कई गुना कम है: 10 ^-12 किग्रा / मी ³ । यदि आप एक निश्चित समय पर पृथ्वी पर सभी लोगों के अंदर मौजूद सभी टीएम को इकट्ठा करते हैं, तो यह नैनोग्राम में टाइप नहीं किया जाएगा।


भूकंप को न केवल पृथ्वी में दरार के लिए जाना जाता है, बल्कि पृथ्वी के घूर्णन में परिवर्तन के लिए भी जाना जाता है, जो पूर्ण क्रांति के पूरा होने के बाद इसके व्यास में थोड़ा घट जाता है। यह सब टीएम को प्रभावित नहीं करता है, ठीक उसी तरह जैसे पृथ्वी पर कुछ भी नहीं हो रहा है, जिसमें लोगों की उपस्थिति या अनुपस्थिति भी शामिल है।

यदि आप नेप्च्यून की कक्षा तक पूरे सौर मंडल से सभी एचएम को इकट्ठा करते हैं, तो आपको 10 ¹⁷ किलो से अधिक नहीं मिलता है: एक छोटे क्षुद्रग्रह का द्रव्यमान। इसके अलावा, चूंकि यह सामान्य पदार्थ से नहीं टकराता है, इसलिए यह सौर प्रणाली के साथ नहीं चलता है। वह:

• सूरज की परिक्रमा नहीं करता,
• गांगेय केंद्र के चारों ओर सूरज और अन्य सितारों के साथ नहीं जाता है,
• एक विमान में नहीं रहता है,
• मिल्की वे डिस्क के साथ स्पिन मत करो।

दूसरे शब्दों में, पृथ्वी के सापेक्ष, यह गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में एक उच्च गति पर चलता है!


हमारे गैलेक्सी के चारों ओर टीएम का प्रभामंडल थोड़ी अलग अंतःक्रियात्मक गुणों को प्रदर्शित करता है जब पृथ्वी सूर्य के चारों ओर घूमती है, हमारे गैलेक्सी में टीएम के माध्यम से हमारे आंदोलन को बदल देती है।

यदि आप यह जानना चाहते हैं कि एक निश्चित समय में TM आपके शरीर से कितना गुजरता है, तो आपको केवल चार मूल्यों को गुणा करना होगा। यह है:

• डार्क मैटर डेंसिटी
• व्यक्ति का सतही क्षेत्र, जिसके माध्यम से TM गुजरता है,
• टीएम की गति
• समय की लंबाई।

टीएम के घनत्व का अनुमान लगाने के बाद - और हम पहले से ही जानते हैं, यह 10 ^-21 किग्रा / मी ^{3 है} - हम तुरंत इसका जवाब पा सकते हैं।


हमारी आकाशगंगा टीएम के विशाल बिखरे हुए भाग से घिरी हुई है, इसलिए इसकी धारा को हमारे सौर मंडल से गुजरना होगा। लेकिन इसका घनत्व बहुत छोटा है, जिससे इसका पता लगाना बहुत मुश्किल हो जाता है।

किसी व्यक्ति का सतह क्षेत्र 1.7 मीटर ^{2 है} । चूंकि TM एक यादृच्छिक कोण से आ सकता है, हम अनुमान लगा सकते हैं कि TM द्वारा अनुमानित क्षेत्रफल लगभग 0.6 m ^{2 है} ।

हमारा सौर मंडल लगभग 200 किमी / सेकंड की गति से गैलेक्टिक केंद्र की कक्षा में घूमता है, लेकिन टीएम के सापेक्ष, यह गति तेज होनी चाहिए - 350 किमी / सेकंड के करीब। इसका मतलब यह है कि TM 400 किमी / सेकंड के क्रम की गति से पृथ्वी के सापेक्ष चलता है।

और हम किसी भी व्यक्ति के जीवन (लगभग 80 वर्ष) के लिए किसी भी समय - किसी भी अवधि के लिए गणना कर सकते हैं।


400 किमी / सेकंड के क्रम की गति से मानव शरीर के माध्यम से आगे बढ़ते हुए, टीएम के प्रत्येक व्यक्तिगत कण लगभग एक अरब वर्षों में आकाशगंगा के चारों ओर एक क्रांति लाते हैं। यदि टीएम और सामान्य पदार्थ के बीच कोई बातचीत होती है, तो हमारे पास इसका पता लगाने का एक मौका होगा।

और अगर किसी भी समय आपके भीतर 10 ^-22 किलो टीएम है, तो इसकी एक बड़ी मात्रा लगातार आपके पास से गुजरती है।

• हर सेकंड, लगभग 2.5 × 10 ^-16 किलोग्राम डार्क मैटर आपके शरीर से होकर गुजरेगा।
• प्रत्येक वर्ष - लगभग 10 ^-8 किग्रा।
• जीवन के दौरान, टीएम का लगभग 1 मिलीग्राम एक व्यक्ति से होकर गुजरेगा।

समय की एक बड़ी अवधि के लिए एक प्रतीत होता है छोटी राशि कुछ ठोस में एकत्र की जाती है।


LNGS में हॉल बी एक बड़े पानी के ढाल के अंदर स्थित डिटेक्टर के साथ एक XENON स्थापना के साथ। यदि टीएम सामान्य पदार्थ के साथ प्रतिच्छेद करता है, तो प्रयोग में सीधे टीएम का पता लगाने का मौका होगा, और आपके शरीर को इसके साथ प्रतिक्रिया करने का मौका मिलेगा।

तथ्य यह है कि प्राप्त मूल्य इतने महान नहीं हैं, न केवल हमारे शरीर की सामग्री के बारे में बोलते हैं, बल्कि यह भी कि क्या हम टीएम खोजने का सपना देख सकते हैं। चाहे वह बहुत छोटे या बहुत बड़े द्रव्यमान के कण हों, कम से कम हम जानते हैं कि टीएम का द्रव्यमान न केवल एक व्यक्ति के माध्यम से गुजरता है, बल्कि किसी दिए गए वॉल्यूम के किसी डिटेक्टर के माध्यम से भी होता है। यदि हम मानते हैं कि हम एचएम के द्रव्यमान को जानते हैं, तो हम किसी भी चीज से गुजरने वाले कणों की संख्या की गणना कर सकते हैं।

कई दशकों से, हम कभी बड़े और अधिक संवेदनशील डिटेक्टरों का निर्माण कर रहे हैं, जो एचएम और साधारण पदार्थों के बीच संभावित मायावी बातचीत की जांच करने की कोशिश कर रहे हैं। आज के सबसे उन्नत डिटेक्टर एक बड़े नाभिक और बड़े द्रव्यमान के साथ परमाणुओं का उपयोग करते हैं, और विद्रोह या अन्य इंटरैक्शन के संकेतों की तलाश करते हैं। और अब तक, टीएम के लिए सभी प्रत्यक्ष पता लगाने की योजनाओं में कुछ भी नहीं मिला है।


XENON11 परियोजना की अनुमानित सटीकता सहित अंधेरे पदार्थ और कोर से पलटाव के गुणों के प्रतिच्छेदन पर सीमाएं। टीएम को खोजने के हमारे सभी प्रयास टीएम की प्रकृति के बारे में मान्यताओं के एक निश्चित सेट पर निर्भर हैं, लेकिन इस पारस्परिक चौराहे के आयाम बहुत सीमित हैं।

हमारी सबसे अच्छी धारणाओं के आधार पर, टीएम हर जगह है। यह आंखों के लिए अदृश्य हो सकता है, लेकिन हम इसके गुरुत्वाकर्षण के आकर्षण को महसूस कर सकते हैं। यह लोगों सहित, ब्रह्मांड के सभी मामले से गुजरता है, जैसे कि वहां कुछ भी नहीं था। जहां तक ​​हम जानते हैं, इसके प्रभाव के तहत अंतरिक्ष-समय की वक्रता को छोड़कर, इसके साथ कोई टकराव या इंटरैक्शन नहीं हैं। यह ढहता नहीं है, समूह नहीं करता है, अंधेरे परमाणुओं या अणुओं जैसी संरचनाएं नहीं बनाता है।

और फिर भी, यदि सामान्य पदार्थ या विकिरण के साथ टीएम की टक्कर की संभावना का थोड़ा सा संकेत है, तो हम इसका पता लगा सकते हैं। यदि टीएम का एक भी कण आपके शरीर में एक प्रोटॉन या इलेक्ट्रॉन से टकराता है, तो हमारे पास एक मौका होगा। जब ब्रह्मांड के सबसे गहरे रहस्यों में से एक की बात आती है, तो अधिक पूछना मुश्किल है।