Apakah perkara hitam? Teori perkara gelap

Yang datang pertama: ayam atau telur? Pada ini saintis soalan yang mudah di seluruh dunia berjuang selama beberapa dekad. Satu soalan yang sama timbul mengenai apa yang pada mulanya, pada masa penciptaan alam semesta. Dan jika ia adalah, bahawa penciptaan, atau alam semesta kitaran atau tidak berkesudahan? Apakah perkara gelap di angkasa dan bagaimana ia berbeza daripada putih? Memotong melalui pelbagai jenis agama, cuba untuk datang kepada jawapan kepada soalan-soalan dari sudut pandangan sains. Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, saintis dapat membuat yang luar biasa. Mungkin kali pertama dalam sejarah pengiraan ahli fizik teori bersetuju dengan pengiraan fizik eksperimen. Komuniti saintifik beberapa teori yang berbeza telah dikemukakan selama ini. Lebih atau kurang tepat, secara empirik, kadang-kadang seakan-saintifik, tetapi anggaran teori masih disahkan oleh eksperimen, malah dengan kelewatan lebih daripada satu dekad (Higgs boson, sebagai contoh).

perkara gelap - tenaga gelap

Teori seperti banyak, seperti teori string, teori Letupan Besar (Big Bang), teori alam semesta kitaran, teori alam semesta selari, diubah suai dinamik Newtonian (Mond), teori alam semesta pegun Hoyle dan lain-lain. Masa ini, bagaimanapun, teori yang diterima umum adalah berkembang secara berterusan dan berkembang alam semesta, tesis yang baik dalam rangka konsep Big Bang. Oleh itu kvaziempiricheski (t. E. Secara empirik, tetapi dengan had terima yang besar dan berdasarkan teori-teori moden yang sedia ada dalam struktur kecilnya itu), data telah diperolehi bahawa semua microparticles dikenali terdiri daripada hanya 4.02% daripada jumlah keseluruhan struktur alam semesta. Ini yang dipanggil "baryon cocktail", atau perkara baryonic. Walau bagaimanapun, sebahagian besar daripada alam semesta kita (lebih 95%) - bahan yang merancang, komposisi dan sifat yang berbeza. Ini yang dipanggil perkara gelap dan tenaga gelap. Mereka berkelakuan berbeza: cara yang berbeza untuk bertindak balas terhadap pelbagai jenis reaksi tidak tetap dengan cara teknikal yang sedia ada untuk mempamerkan sifat tidak dikaji sebelum ini. Dari sini kita boleh membuat kesimpulan bahawa mana-mana bahan-bahan ini adalah tertakluk kepada undang-undang yang berbeza fizik (fizik bukan Newtonian, analog lisan geometri bukan Euclid), atau tahap kami sains dan teknologi masih di peringkat awal penubuhannya.

Apakah baryons?

Mengikut yang sedia ada pada masa ini model quark-gluon interaksi kuat zarah asas hanya enam belas (dan penemuan baru-baru ini Higgs boson disahkan): enam jenis (fleyvorov) kuark, gluon dan dua lapan boson. Baryons - zarah asas berat interaksi yang kukuh. Yang paling terkenal daripada mereka - ia adalah kuark, proton dan neutron. Keluarga bahan-bahan yang berbeza di belakang, orang ramai "warna" mereka, dan bilangan "sihir", "pelik", hanyalah blok bangunan daripada apa yang kita gelar kebendaan baryonic. Hitam (gelap) perkara, adalah 21.8% daripada jumlah komposisi alam semesta terdiri daripada zarah lain tidak mengeluarkan sinaran elektromagnet dan tidak bertindak balas dengannya. Oleh itu, bagi pemerhatian langsung sekurang-kurangnya, dan hanya lebih-lebih lagi bagi pendaftaran bahan-bahan tersebut perlu mula memahami fizik mereka dan menyelaraskan undang-undang yang mereka tertakluk. Ramai ahli sains moden kini terlibat dalam perniagaan ini di institusi penyelidikan negara-negara yang berbeza.

Pilihan yang paling mungkin

Apa bahan adalah dianggap mungkin? Untuk memulakan, ia harus diperhatikan bahawa hanya ada dua pilihan. Menurut GR dan SRT (General dan Relativiti Khas), komposisi bahan boleh menjadi kedua-dua perkara gelap baryonic dan nonbaryonic (hitam). Menurut teori Big Bang asas, apa-apa perkara yang sedia ada dibentangkan dalam bentuk baryons. Kenyataan ini dibuktikan dengan ketepatan yang sangat tinggi. Pada masa ini, ahli-ahli sains telah belajar untuk menangkap zarah dijana selepas ketunggalan jurang minit, iaitu selepas letupan negeri superdense perkara, berat badan, cenderung kepada infiniti, dan dimensi badan, cenderung kepada sifar. Senario zarah baryon, kemungkinan besar, kerana ia terdiri daripada mereka dan oleh mereka, program peluasannya alam semesta kita. perkara gelap, menurut hipotesis ini, terdiri daripada asas, fizik Newtonian konvensional zarah, tetapi atas sebab tertentu, lemah berinteraksi electromagnetically. Itulah sebabnya mereka tidak menetapkan pengesan.

Tidak semua begitu lancar

Senario ini sesuai dengan banyak saintis, bagaimanapun, masih kekal lebih banyak soalan daripada jawapan. Jika perkara hitam dan putih diwakili hanya baryons, yang baryons kepekatan paru-paru sebagai peratusan berat, menyebabkan BBN mestilah berbeza dalam objek astronomi alam semesta bermula. Ya, dan tidak secara eksperimen didapati mempunyai dalam galaksi kita dalam keseimbangan mencukupi objek besar graviti, seperti lubang hitam atau bintang neutron, sendiri Milky Way halo kami untuk mengimbangi berat badan. Walau bagaimanapun, bintang yang sama neutron, gelap halo galaksi, hitam lubang, putih, hitam dan kerdil perang (bintang dalam pelbagai peringkat kitaran hidup mereka), kemungkinan besar, sebahagian daripada perkara gelap yang membentuk perkara gelap. tenaga hitam juga boleh melengkapkan pengisian, termasuk dalam objek hipotetikal meramalkan seperti preon dan bintang Q-quark.

calon nonbaryonic

Senario kedua pula menganggap permulaan bukan baryonic. Di sini, seperti calon-calon boleh membuat beberapa jenis zarah. Sebagai contoh, cahaya neutrino, yang kewujudannya telah dibuktikan oleh para saintis. Walau bagaimanapun, berat badan mereka, atas perintah satu per seratus kepada salah satu sepuluh eV (elektron-Volt), hampir tidak termasuk mereka dari zarah mungkin kerana tidak berjaya ketumpatan kritikal perlu. Tetapi neutrino berat, berpasangan lepton berat, tidak terserlah dalam interaksi lemah dalam keadaan biasa. neutrino itu dipanggil steril, mereka dengan berat maksimum untuk satu eV kesepuluh calon lebih cenderung sesuai sebagai zarah perkara gelap. Axions dan kosmiony telah buatan diperkenalkan ke dalam persamaan fizik untuk menyelesaikan masalah dalam chromodynamics besar dalam model standard. Bersama-sama dengan lain-lain stabil Susy zarah (Susy-LSP) mereka mungkin layak sebagai calon, kerana ia tidak mengambil bahagian dalam interaksi elektromagnet dan kuat. Walau bagaimanapun, tidak seperti neutrino, mereka masih andaian, kewujudannya masih perlu untuk membuktikan.

Teori perkara gelap

Kekurangan jisim di alam semesta menjana dalam hal ini adalah teori yang berbeza, ada yang agak kaya. Sebagai contoh, teori bahawa graviti normal tidak boleh menjelaskan putaran yang aneh dan yang laju bintang dalam galaksi pilin. Pada kelajuan itu, mereka hanya akan terbang di luar, jika tidak kerana daya pegangan tertentu, yang mendaftar tidak lagi boleh dilakukan. Teori-teori lain untuk menerangkan ketidakupayaan untuk mendapatkan tesis WIMP (zarah besar elektroslabovzaimodeystvuyuschie rakan subparticles rendah, Susy dan superheavy - iaitu calon ideal) dalam keadaan tanah kerana mereka tinggal di n-dimensi lain daripada dengan cara besar dari kita, tiga dimensi. Menurut teori Kaluza-Klein, ukuran tersebut tidak ada pada kita.

bintang tidak menentu

Teori lain menerangkan bintang bagaimana berubah-ubah dan perkara gelap berinteraksi. Gloss seperti bintang yang boleh berbeza-beza bukan sahaja disebabkan oleh proses yang berlaku di dalam metafizik (denyutan aktiviti chromospheric pelepasan terkenal, limpahan dan eclipse dalam sistem bintang double, letupan supernova), tetapi juga kerana sifat-sifat ganjil perkara gelap.

enjin Warp

Menurut satu teori, perkara itu gelap boleh digunakan sebagai bahan api untuk enjin subprostranstvennyh kapal angkasa beroperasi pada teknologi meledingkan hipotetikal (WARP Engine). Berpotensi, enjin ini membolehkan kenderaan itu bergerak pada kelajuan yang lebih cepat daripada kelajuan cahaya. Secara teorinya, mereka dapat ruang lengkung muka dan di belakangnya kapal dan bergerak di dalamnya lebih cepat daripada gelombang elektromagnet dipercepatkan dalam vakum. Kapal sendiri tempatan tidak mempercepatkan - bidang ruang yang melengkung di hadapannya. Dalam banyak sains cerita fiksyen menggunakan teknologi ini, sebagai contoh dalam saga Star Trek.

Penjelasan di Bumi

Percubaan untuk menjana dan menerima kain hitam di atas tanah masih tidak membawa kepada kejayaan. percubaan yang sedang dijalankan di LHC (Large Hadron Collider), betul-betul di mana untuk pertama kalinya mencatatkan Higgs boson, serta lain-lain, kurang berkuasa, termasuk colliders linear dalam mencari stabil tetapi lemah berinteraksi zarah asas electromagnetically rakan kongsi. Walau bagaimanapun, tidak photino mahupun audio higsino gravitino, sneutrinos audio (Neutralino), serta pengecut lain (WIMP) belum diterima. Menurut anggaran konservatif awal saintis, untuk menghasilkan satu miligram perkara gelap di Bumi memerlukan sama dengan tenaga yang digunakan di Amerika Syarikat sepanjang tahun.