Kas ir melns jautājums? Teorija tumšās matērijas

Kas bija pirmais: vista vai ola? Uz šo vienkāršo jautājumu zinātniekiem visā pasaulē cīnās par gadu desmitiem. Tāpat rodas jautājums par to, kas bija sākumā, brīdī izveides Visumu. Un, ja tā bija, ka, izveidojot vai cikliskas vai bezgalīgas visumus? Kas ir tumšā matērija telpā un kā tas atšķiras no baltā? Griešana ar dažādu reliģiju, mēģināt nākt atbildes uz šiem jautājumiem no zinātniskā viedokļa. Pēdējo gadu laikā, zinātnieki varēja veikt neticami. Iespējams, pirmo reizi vēsturē aprēķinu teorētisko fiziķi vienojās ar aprēķinu eksperimentālo fiziķi. Zinātnieku aprindas virkne dažādu teoriju ir iesniegts vairāk nekā gadu. Vairāk vai mazāk precīzi, empīriski, dažreiz kvazi-zinātniskus, bet teorētiskie aprēķini vēl bija apstiprināti ar eksperimentiem, daži pat ar kavēšanos vairāk nekā desmit reizes (Higsa bozonu, piemēram).

Tumšā matērija - tumšā enerģija

Šādas teorijas ir daudz, piemēram, stīgu teoriju, teoriju Lielā Sprādziena (Big Bang), teoriju Cikliskās Visumu, teoriju paralēlu Visumu, modificētu Ņūtona dinamika (Mond), teoriju stāvošam visuma Hoils un citi. Pašlaik tomēr vispārpieņemta teorija pastāvīgi paplašinās un attīstās Visumu, tēzes, kas ir labi ietvaros jēdziena Lielā sprādziena. Tādējādi kvaziempiricheski (t. E. Empīriski, bet ar lielu pielaides un esošo modernas teorijas un struktūra miniatūra), dati tika iegūti, ka viss zināms mikrodaļiņu veido tikai 4,02% no kopējā apjoma visu struktūru visums. Šī tā saucamā "barioni kokteilis" vai baryonic jautājums. Tomēr lielākā daļa mūsu Visumu (virs 95%) - viela, kas plāno, atšķirīgs sastāvs un īpašības. Šī tā dēvētā tumšā matērija un tumšā enerģija. Viņi uzvedas savādāk: atšķirīgs veids, kā reaģēt uz dažāda veida reakcijas nav fiksēts esošās tehniskos līdzekļus, kas piemīt īpašības, kas nav mācījušies iepriekš. No tā mēs varam secināt, ka jebkura no šīm vielām ir pakļautas dažādiem fizikas likumiem (ne-Ņūtona fizikas, verbālo analogs nav Eiklīda ģeometrija), vai mūsu līmeņa zinātnes un tehnoloģijas joprojām ir sākuma stadijā tās veidošanās.

Kas ir baryons?

Saskaņā ar esošajiem brīdī ar biezpiena-gluon modeli spēcīgu mijiedarbību elementārdaļiņas tikai sešpadsmit (un neseno atklājums par Higsa bozonu tiek apstiprināts): sešu veidu (fleyvorov) kvarki, gluons un divi astoņi BOSON. Baryons - smags elementārdaļiņu ar spēcīgu mijiedarbību. Slavenākais no tiem - tas ir kvarki, protoniem un neitroniem. Ģimenes vielu, kas atšķiras no muguras, masu viņu "krāsu", un skaits "burvība", "dīvaini", ir tikai celtniecības bloki, ko mēs saucam baryonic jautājums. Black (tumši) jautājums, ir 21,8% no kopējā sastāva Visuma veido citu daļiņu neizdala elektromagnētisko starojumu, un nereaģē ar to. Tāpēc, lai tiešā novērošana, vismaz vienu, un tikai vairāk tāpēc reģistrāciju šādu vielu ir nepieciešams, lai sāktu, lai izprastu savu fiziku un saskaņot likumus, uz kuru tie attiecas. Daudzi mūsdienu zinātnieki pašlaik iesaistīti šajā biznesā no pētniecības institūtiem dažādās valstīs.

Visticamāk variants

Kādas vielas tiek uzskatītas par iespējami? Lai sāktu, jāatzīmē, ka ir tikai divas iespējas. Saskaņā GR un SRT (Vispārējā un speciālā relativitātes), sastāvs vielas var būt gan baryonic un nonbaryonic tumšā matērija (melna). Saskaņā ar pamata Big Bang teoriju, pastāvošais jautājums tiek iesniegts formā baryons. Šis paziņojums ir pierādīts ar ļoti augstu precizitāti. Šobrīd zinātnieki ir iemācījušies iegūtu daļiņas iegūti pēc minūtes plaisa dīvainība, t.i. pēc sprādziena superdense stāvokli matērijas, ķermeņa svaru, tendence līdz bezgalībai, un izmēri ķermeņa, tendence uz nulli. Scenāriju barioni daļiņas, visticamāk, jo tas sastāv no tiem, un tiem, turpina savu paplašināšanos mūsu Visumu. Tumša lieta, saskaņā ar šo hipotēzi, sastāv no pamata, parasto Ņūtona fizikā daļiņas, bet kādu iemeslu dēļ, vāji mijiedarbojas elektromagnētiski. Tas ir iemesls, kāpēc tie nav noteikt detektori.

Ne visi ir tik gludi

Šis scenārijs ir piemērots daudziem zinātniekiem, tomēr joprojām ir vairāk jautājumu nekā atbilžu. Ja melnā un baltā viela ir pārstāvēta tikai baryons koncentrācija baryons plaušas, kā procentuālo daļu no smagā, kas izriet BBN jāatšķiras no sākuma astronomisko objektu Visumu. Jā, un nevis eksperimentāli konstatēts, ka mūsu galaktikā līdzsvarā pietiekami daudz lielu objektu smaguma, piemēram, melno caurumu un neitronu zvaigznes, mūsu pašu Piena Ceļa oreolu līdzsvarot svaru. Tomēr paši neitronu zvaigznes, tumšs galaktikas halo, melnā caurumi, balta, melna un brūnie punduri (zvaigznes dažādās stadijās to dzīves cikla), visticamāk, daļa no tumšās matērijas, kas veido tumšā matērija. Melnā enerģija var arī papildināt pildījumu, ieskaitot paredzamo hipotētiskus objektus, piemēram, preon, un Q-Quark zvaigznes.

nonbaryonic kandidāti

Otrajā scenārijā pieņemts, non-baryonic sākumu. Lūk, kā kandidāti var vairāku veidu daļiņām. Piemēram, gaismas neitrīno, kuru esamība ir pierādīta ar zinātniekiem. Tomēr to svaru, par kārtību vienu simtdaļu uz vienu desmit eV (elektronu-Volt), praktiski izslēdz tos no iespējamiem daļiņām dēļ nepieejamība nepieciešamo kritisko blīvumu. Bet smagā neitrīno pārī smagā Leptons, diez izpausties vājās mijiedarbības normālos apstākļos. Šādas neitrīno sauc sterils, viņi ar maksimālo svaru līdz vienai desmitdaļai eV vairāk iespējamu kandidātu piemēroti kā daļiņu no tumšās matērijas. Axions un kosmiony tika mākslīgi ievesti vienādojumu fizikas, lai atrisinātu problēmas kvantu chromodynamics standarta modeli. Kopā ar citām stabilu Susy daļiņu (SUSY-LSP), tās var kvalificēt kā kandidātu, jo tas nepiedalās elektromagnētisko un spēcīgu mijiedarbību. Tomēr atšķirībā no neitrīno, tie joprojām ir hipotētisks, tā pastāvēšana joprojām ir nepieciešama, lai pierādītu.

Teorija tumšās matērijas

No masas trūkums visumā rada šajā ziņā ir dažādas teorijas, no kuriem daži ir diezgan bagāta. Piemēram, teorija, ka normālā gravitācija nevar izskaidrot dīvaini un pārāk strauju rotāciju zvaigznēm spirālveida galaktikām. Pie tādiem ātrumiem, viņi vienkārši lidoja ārpus tās, ja ne par noteiktu saimniecības spēku, kas reģistrēt pagaidām nav iespējams. Citas teorijas, lai izskaidrotu nespēju iegūt tēzes Wimp (masīvas daļiņas elektroslabovzaimodeystvuyuschie partneriem elementāras subparticles, Susy un smagais - Piemēram, ideāli kandidāti) in grunts apstākļiem, jo viņi dzīvo n-dimensiju, kas nav liels veidā no mūsējiem, trīsdimensiju. Saskaņā ar Kaluza-Klein teoriju, šādi mērījumi nav pieejamas mums.

gaistošie zvaigznes

Vēl viena teorija apraksta, kā mainīgās zvaigznes un tumšās matērijas mijiedarbību. Gloss šādu zvaigzni var atšķirties ne tikai dēļ metafizisko procesiem, kas notiek iekšpusē (pulsācija chromospheric darbības izlaišanas izcelšanu, pārplūdes un aptumsums dubulto zvaigžņu sistēmās, supernovas sprādziena), bet arī tāpēc, ka anomālu īpašības tumšās matērijas.

Warp dzinēji

Saskaņā ar vienu teoriju, tumšā matērija var izmantot kā degvielu dzinējiem subprostranstvennyh kosmosa darbojas hipotētiska velku tehnoloģiju (WARP Engine). Potenciāli šie dzinēji ļauj transportlīdzeklis pārvietojas ar ātrumu ātrāk nekā gaismas ātrumu. Teorētiski, tie spēj līkne telpā pirms un aiz kuģa un pārvietot to tajā pat ātrāk nekā elektromagnētiskais vilnis ir paātrināta vakuumā. Kuģis pats vietas nav paātrināt - izliekta telpisko lauks viņa priekšā. Daudzās zinātniskajā fantastikā izmantot šo tehnoloģiju, piemēram, stāstā par Star Trek.

Izstrāde uz Zemes

Mēģinājumi radīt un saņemt melnu audumu uz zemes vēl nav noveda pie panākumiem. Šobrīd veikti eksperimenti LHC (Large Hadron Collider), kur tieši pirmo reizi reģistrēti par Higsa bozonu, kā arī citu, mazāk spēcīgs, tostarp lineāro colliders, meklējot stabilu, bet vāji mijiedarbojas elementārdaļiņas elektromagnētiski partneriem. Tomēr ne photino ne gravitino higsino audio, audio sneutrinos (Neutralino), kā arī citi vārguļiem (WIMP) vēl nav saņēmusi. Saskaņā ar sākotnējo konservatīvais novērtējums zinātniekiem, lai iegūtu vienu miligrams tumšās matērijas uz Zemes vajadzībām ekvivalentu patērētās enerģijas ASV gada laikā.