Almanakk "Dag for dag": Vitenskap. Kultur

Jeg tror jeg uttrykker her følelsen til en hel generasjon mennesker som har lett etter mørk materiepartikler siden de fortsatt var hovedfagsstudenter. Hvis LHC kommer med dårlige nyheter, er det usannsynlig at noen av oss vil forbli i dette vitenskapsfeltet.

Et av de presserende spørsmålene som LHC kan svare på er langt fra teoretisk spekulasjon og har den mest direkte relevans for oss. I flere tiår nå har astronomi forsøkt å løse et vanskelig mysterium. Hvis vi beregner all massen og energien i rommet, viser det seg at brorparten av materie er skjult for øynene våre. I følge moderne beregninger er det lysende stoffet bare 4% av den totale mengden materie i universet. Denne ynkelige andelen inkluderer alt laget av atomer, fra hydrogengass til jernkjernene til planeter som Jorden. Omtrent 22 % er mørk materie, en komponent av materie som ikke sender ut elektromagnetiske bølger og gjør seg gjeldende bare gjennom gravitasjonsfeltet. Til slutt tyder nåværende data på at 74 % er i form av mørk energi, materie av ukjent natur som får universet til å utvide seg med en akselererende hastighet. Kort sagt, universet er en umontert mosaikk. Kanskje TANK vil hjelpe med å finne de manglende brikkene?

Hypoteser om skjult materie begynte å bli uttrykt lenge før dette problemet ble anerkjent av det generelle vitenskapelige samfunnet. De første mistankene om at det var noe annet som holdt universet i sjakk i tillegg til synlig materie dukket opp i 1932. Den nederlandske astronomen Jan Oort beregnet at stjerner i de ytre områdene av galakser beveger seg som om de var utsatt for mye større gravitasjon enn den som observert en sak. Melkeveien er egentlig som en gigantisk karusell med hester. Stjernene kretser rundt det galaktiske sentrum, noen litt nærmere og andre litt lenger fra den galaktiske skiven. Oort målte hastighetene deres og fant hva gravitasjonskraften til Melkeveien skulle være slik at den ville holde stjernene nær det galaktiske planet og hindre galaksen i å falle fra hverandre. Ved å vite denne kraften estimerte Oort den totale massen til stjernesystemet vårt (denne verdien er i dag kjent som Oort-grensen). Resultatet var uventet: det var to ganger den observerte massen til stjernene som sendte ut lys.

I neste år Den bulgarskfødte fysikeren Fritz Zwicky, som jobber ved Caltech, undersøkte uavhengig hvor mye gravitasjons-"lim" som var nødvendig for å holde sammen den rike klyngen av galakser i stjernebildet Coma Berenices. Avstandene mellom galaksene i gruppen er store, og det er grunnen til at Zwicky fikk en stor verdi for gravitasjonskraften. Fra den var det mulig å beregne mengden materie som trengs for å skape en slik kraft. Zwicky ble overrasket over å se at den var hundrevis av ganger større enn massen av synlig materie. Det ser ut til at denne voluminøse strukturen sto på kamuflerte støtter, som alene kunne holde den stabil.

På 30-tallet XX århundre Forskere visste lite om universet, bortsett fra utvidelsen oppdaget av Hubble. Selv ideen om andre galakser som "øyuniverser" som Melkeveien var i sin spede begynnelse. Det er ikke overraskende at, gitt den fysiske kosmologiens barndom, nesten ingen tok hensyn til de ekstraordinære oppdagelsene til Oort og Zwicky. Det tok år før astronomer innså betydningen deres.

Vi skylder den nåværende interessen for mørk materie motet til den unge Vera Cooper Rubin, som, i motsetning til alle datidens fordommer (kvinnelige astronomer ble sett skjevt på den tiden), bestemte seg for å ta opp astronomi. Rubin ble født i Washington, D.C., og vokste opp med å se ut av soveromsvinduet på stjernene. Hun elsket å lese bøker om astronomi, spesielt biografien til Maria Mitchell, som fikk internasjonal anerkjennelse for sin oppdagelse av en komet. Vera Rubins vei til drømmen hennes kunne ikke kalles lett: i disse årene lignet det astronomiske samfunnet en lukket klubb med et lyst skilt på døren "Kvinner ikke tillatt."

Rubin husket senere: «Da jeg gikk på skolen, fortalte de meg at jeg aldri ville få en jobb som astronom, og at jeg burde gjøre noe annet. Men jeg hørte ikke på noen. Hvis du virkelig vil ha noe, må du ta det og gjøre det, og sannsynligvis ha motet til å endre noe på dette området.» 86.

Etter å ha mottatt en bachelorgrad i astronomi fra Vassar College, hvor Mitchell en gang underviste, og en mastergrad i astronomi fra Cornell University, returnerte Rubin til hjembyå fortsette å studere astronomi ved Georgetown University. Den vitenskapelige veilederen for avhandlingen hennes for graden doktor i filosofi var Georgy Gamow. Selv om han ikke var oppført blant universitetslærerne, var han også interessert i utviklingen av galakser, og han fikk lov til å jobbe med Rubin. Under hans ledelse forsvarte hun seg i 1954.

I omsorgen for fire barn født i ekteskapet hennes med matematikeren Robert Rubin, var det ikke lett for henne å finne fast jobb, som ville tillate å kombinere familie og vitenskap. Til slutt, i 1965, inkluderte Department of Terrestrial Magnetism ved Carnegie Institution i Washington henne som stipendiat. Der inngikk Rubin en kreativ allianse med kollegaen Kent Ford. Han hadde et teleskop han bygde med egne hender, og sammen begynte de aktive observasjoner av galaksenes ytre områder.

Først rettet astronomer det teleskopiske teleskopet mot Melkeveiens nærmeste spiralnabo, en galakse i stjernebildet Andromeda. Ved hjelp av en spektrograf begynte de å samle inn data om Doppler-skiftet i spektrene til stjerner som ligger i den galaktiske periferien. Dopplerforskyvning er en økning (reduksjon) i frekvensen av stråling fra et objekt som beveger seg mot observatøren (bort fra observatøren). Størrelsen på denne forskyvningen avhenger av kroppens relative hastighet. Doppler-effekten er karakteristisk for enhver bølgeprosess, inkludert lys og lyd. For eksempel, hver gang vi hører en brannsirene buldre høyere når den kommer nærmere og lavere i tonehøyde når den beveger seg bort, har vi å gjøre med denne effekten. Hvis vi snakker om lys, så skifter strålingen til det fiolette området av spekteret når kilden nærmer seg (fiolett skift), og når den beveger seg bort, skifter den til rødt (rødt skift). Rødforskyvningene til galakser ga Hubble bevis på at fjerne galakser fløy bort fra oss. Dopplereffekten i elektromagnetiske spektre er fortsatt et av astronomiens uunnværlige verktøy.

Ved å ta spektra av stjerner i de ytre delene av Andromeda og måle størrelsen på forskyvningen, var Rubin og Ford i stand til å beregne hastigheten til stjernestoff. De bestemte hvor raskt stjerner i den galaktiske utkanten beveger seg rundt deres tyngdepunkt. Deretter bygde forskere fra Carnegie Institution en graf: banehastighetene ble plottet vertikalt, og avstanden fra sentrum horisontalt. Dette forholdet, kalt rotasjonskurven til galaksen, viste tydelig hvordan de ytterste delene av Andromeda sirklet rundt på karusellen.

Som Kepler etablerte for flere århundrer siden, i astronomiske objekter der hoveddelen av massen er konsentrert i sentrum (for eksempel solsystemet), jo lenger kroppen er fra sentrum, jo ​​lavere er hastigheten. De ytre planetene beveger seg i sine baner mye langsommere enn de indre. Merkur blinker nær sola med en hastighet på rundt 50 km/s, mens Neptun så vidt kryper med rundt 5,5 km/s. Årsaken er enkel: Solens tyngdekraft avtar raskt med radius, og det er ingen masse i de ytre delene av solsystemet som kan påvirke planetenes hastighet.

Tidligere trodde man at i spiralgalakser, som Melkeveien, ble materie fordelt like kompakt. Observasjoner viser at stjerner bebor den sentrale delen av galakser tettest og danner en sfærisk struktur (astronomer kaller det en "bule"). Spiralarmene og haloen som omslutter den galaktiske skiven ser tvert imot sparsomme og flyktige ut. Men førsteinntrykket er lurt.

Ved å konstruere rotasjonskurven til Andromeda var Rubin og Ford fast overbevist om at, som i solsystemet, over lange avstander vil hastigheten synke. Men i stedet viste grafen seg å være en rett linje, noe som gjorde forskerne ganske forundret. I stedet for fjellskråningen var det et flatt platå. Den flate formen på hastighetsprofilen gjorde at massen faktisk strakk seg langt utover den observerte strukturen. Noe skjult for øynene våre har en håndgripelig effekt på de områdene der tyngdekraften, ifølge våre ideer, burde være forsvinnende liten.

For å forstå om denne hastighetsatferden i Andromeda var unntaket eller regelen, bestemte Rubin og Ford, sammen med sine Carnegie Institution-kolleger Norbert Tonnard og David Burstein, å teste 60 flere spiralgalakser. Selv om spiraler ikke er den eneste galaksetypen – det finnes elliptiske galakser, og det er uregelmessige galakser – valgte astronomene "virvelen" for dens enkelhet. I motsetning til andre typer galakser, spinner stjernene i armene i spiraler i samme retning. Derfor er hastighetene deres lettere å plotte på en graf, og derfor lettere å analysere.

Teamet gjorde observasjoner ved Kitt Peak i Arizona og Cerro Tololo i Chile og plottet rotasjonskurver for alle 60 galakser. Overraskende nok hadde hver graf en seksjon like flat som Andromedas. Av dette konkluderte Rubin og hennes medforfattere at hoveddelen av stoffet i spiralgalakser er samlet i utvidede usynlige formasjoner, som bortsett fra gravitasjonsfeltet ikke manifesterer seg på noen måte. Problemet som plaget Oort og Zwicky steg i full kraft!

Hvem står bak masken? Kanskje består mørk materie av vanlig materie, men det er vanskelig å se? Kanskje våre teleskoper bare er for svake til å se alle objektene i verdensrommet?

På en gang ble himmellegemer foreslått for rollen som mørk materie, hvis navn reflekterte gravitasjonskraften som ble tilskrevet dem: macho-objekter (MASNO, et akronym fra engelsk. Massive kompakte Halo-objekter -"massive kompakte glorieobjekter"). Dette er massive himmellegemer i haloen til galakser som sender ut lite lys. Disse inkluderer spesielt gigantiske planeter (på størrelse med Jupiter og større), brune dverger (stjerner med svært kort termonukleær brenning), røde dverger (svakt lysende stjerner), nøytronstjerner (stjernekjerner som har opplevd katastrofal kompresjon ( kollaps) og består av nukleonisk materie) og sorte hull. Alle består av baryonisk materie, som inkluderer stoffet atomkjerner og dens nærmeste slektninger, for eksempel hydrogengass.

For å jakte på macho-objekter og andre svake kilder til gravitasjonskraft, har astronomer utviklet en smart teknikk kalt gravitasjonsmikrolinsing. En gravitasjonslinse er en massiv kropp som, som et prisme, avleder lys. I følge Einsteins generelle relativitetsteori, bøyer tunge kropper rom-tid rundt seg selv, noe som får banen til en passerende stråle til å bøye seg. I 1919 ble linseeffekten observert under en solformørkelse: i dette øyeblikket er det mulig å se stjerner nær solskiven, som avleder lyset deres.

Fordi machoobjekter som passerer mellom jorden og fjerne stjerner må forvrenge bildet, gir mikrolinsing en måte å "veie" dem på. Hvis et machoobjekt plutselig dukker opp på siktelinjen i retning av den observerte stjernen (for eksempel en av stjernene i en nærliggende galakse), vil den et øyeblikk bli lysere på grunn av gravitasjonsfokusering. Og når "macho-mannen" går forbi, vil stjernen dempe og ta på seg sitt tidligere utseende. Fra denne lyskurven kan astronomer beregne objektets masse.

På 90-tallet Som en del av MASNO-prosjektet, utarbeidet en internasjonal gruppe astronomer fra Mount Stromlo Observatory i Australia en katalog som inkluderte rundt 15 "mistenkelige" hendelser. Ved å skanne galaksens glorie seksjon for seksjon og bruke den store magellanske skyen (en satellitt fra Melkeveien) som en stjernebakgrunn, kom forskerne over karakteristiske lyskurver. Fra disse observasjonsdataene anslår astronomer at omtrent 20 % av all materie i den galaktiske haloen består av machoobjekter med masser fra 15 til 90 % av solens masse. Disse resultatene indikerte at utkanten av Melkeveien er bebodd av svake og relativt lette stjerner, som, selv om de knapt skinner, skaper en attraktiv kraft. Det vil si at det ble delvis klart hvilke himmellegemer som finnes i periferien av galaksen, men hvordan man skulle forklare den gjenværende delen av den skjulte massen var fortsatt uklart.

Det er andre grunner til å tro hvorfor macho-objekter kanskje ikke gir et definitivt svar på mysteriet om mørk materie. I astrofysiske modeller for nukleosyntese (dannelse kjemiske elementer), når man kjenner mengden av et gitt element i rommet i dag, kan man beregne hvor mange protoner universet inneholdt i de første øyeblikkene etter Big Bang. Og dette gjør det mulig å estimere andelen baryonisk materie i universet. Dessverre viser beregninger at bare en del av den mørke materien er av baryonisk natur, resten er i en annen form. Siden macho-objekter bestående av kjente baryoner ikke var egnet for rollen som et universalmiddel, vendte forskere oppmerksomheten mot andre kandidater.

Det er ingen tilfeldighet at macho-objekter ble gitt et så brutalt navn: derved ønsket de å være motstandere av en annen klasse av kropper som ble foreslått for å forklare mørk materie - de unnvikende "WIMPs" (WIMP - et ord avledet fra engelsk. Massive partikler som virker svakt- "svakt samvirkende massive partikler"). I motsetning til "macho", er ikke "vimper" himmellegemer, men ny type massive partikler som bare deltar i svake og gravitasjonsinteraksjoner. Fordi de er tunge, må WIMP-er ha lave hastigheter, noe som gjør dem til utmerket gravitasjonslim: de forhindrer at gigantiske strukturer sett i verdensrommet, som galakser og galaksehoper, faller fra hverandre.

Nøytrinoer kunne ikke diskonteres hvis de var tyngre og mer flittige. Tross alt, som det sømmer seg leptoner, unngår de sterke prosesser, og som alle nøytrale partikler er de ikke redde for elektromagnetisme. Imidlertid tvinger den ubetydelige massen og rastløsheten til nøytrinoer dem til å bli ekskludert fra vurdering. På grunn av sin smidighet, kan nøytrinoer sammenlignes med en overfladisk politiker som kontinuerlig gjør inntog i forskjellige distrikter og prøver å vinne over velgerne før valg til bystyret. Vil folk ønske å forene seg rundt en person som ikke klarer å slå seg ned på ett sted og vinne sterk støtte? Likeledes er nøytrinoer, som ikke blir liggende lenge og har liten effekt på noe, neppe egnet for rollen som en samlende stang.

Nøytrino-lignende partikler – for lette og raske til å danne strukturer – kalles varm mørk materie. Selv om den skjulte massen i universet til en viss grad kan bestå av dem, kan de ikke forklare hvorfor stjerner i de ytre områdene av galakser klamrer seg så tett til deres "hjemøy" og hvorfor galaksene selv samles i klynger. Tyngre materie preget av målte trinn, inkludert "macho" og "wimps", tilhører klassen av kald mørk materie. Hvis vi kunne skrape det sammen nok, ville vi vite hva romrekvisitter er laget av.

Men hvis ikke nøytrinoer, hvilke nøytrale partikler av ikke-hadronisk opprinnelse har betydelig masse og kan fly så sakte at de påvirker stjerner og galakser? Dessverre er disse mangelvare i standardmodellen. I tillegg til nøytrinoer, "machos" og "wimps", hevder aksionen også å være mørk materie, og, ifølge noen teoretikere, med god grunn. Denne massive partikkelen er introdusert i kvantekromodynamikk (teorien om sterke interaksjoner), men har ennå ikke blitt oppdaget eksperimentelt. For øyeblikket har letingen etter skjult masse i universet nådd en blindvei.

Det er på tide å be LHC om hjelp. Kanskje fragmentene av kollisjoner ved gasspedalen vil inneholde svaret på mysteriet med kald mørk materie. Først på listen over kandidater er de letteste supersymmetriske partnerne: neutralinos, charginos, gluinos, photinos, squarks, sleeptons og noen andre. Hvis massen deres (i energienheter) ikke skiller seg mye fra en teraelektronvolt, vil de ikke være vanskelige å legge merke til ved de karakteristiske forfallene som vises i kalorimetre og sporingssystemer.

Men hvis mørk materie var universets eneste mysterium, ville fysikere bite seg i tungene, krysse fingrene og sitte stille og vente på at LHC eller et annet instrument skulle gi passende resultater. Det er som å legge ut en stillingsannonse og rolig vente på at en kvalifisert spesialist skal komme på intervju. Imidlertid dukket det opp en tøffere nøtt i horisonten, som allerede hadde klart å skape problemer for forskere. Vi snakker om mørk energi. Ikke bare vet de ikke nøyaktig hva som skjules for dem, de aner ikke hvor de skal lete.

For første gang sto det vitenskapelige miljøet ansikt til ansikt med mørk energi i 1998. Deretter to grupper astronomer - et forskerteam fra National Laboratory. Lawrence Berkeley under ledelse av Saul Perlmutter og observatører ved Mount Stromlo Observatory (inkludert Adam Riess, Robert Kirschner og Brian Schmidt) kunngjorde de fantastiske nyhetene om utvidelsen av universet. For å spore hvordan kosmos utvidet seg tidligere, målte forskere avstandene til supernovaer i fjerne galakser. Plott disse avstandene på én graf avhengig av hastighetene til galaksene funnet fra Dopplerskifte spektrallinjer, var astronomer i stand til å bestemme hvordan Hubble-parameteren, som karakteriserer fjerningshastigheten, har endret seg over milliarder av år.

Stjernene som ble brukt i observasjonene, de såkalte supernovaene av type 1a, har en bemerkelsesverdig egenskap: visse mønstre kan spores i intensiteten til energien som sendes ut av dem under eksplosjonen. Takket være denne forutsigbare oppførselen var de nevnte gruppene i stand til å beregne avstandene til stjerner ved å sammenligne den observerte lysstyrken med en kjent verdi. Med andre ord, astronomer har fått en slags rulett som de kan "nå" stjerner som er milliarder av lysår unna oss, det vil si de som eksploderte for lenge siden i fortiden.

Et astronomisk objekt med kjent absolutt lysstyrke kalles et standard stearinlys. Når vi kjører bil om natten og ser på veikantlamper, kan vi anslå avstanden til en bestemt lampe etter om den virker lys eller svak for oss. Forutsatt selvfølgelig at de alle produserer samme kraft. Hvis det hendte at et sterkt blitz traff øynene dine under en nattvandring, ville du mest sannsynlig bestemme at kilden var i nærheten av deg. Og om det knapt synlige lyset tenker du ufrivillig at det er et sted langt unna. Kort sagt, vi bedømmer ofte avstand etter den tilsynelatende lysstyrken til en lyskilde. På samme måte har astronomer, etter å ha forvekslet et objekt, for eksempel en type 1a supernova, med et standard stearinlys, kanskje det eneste instrumentet for å måle store avstander til rådighet.

Perlmutgers forskerteam, som implementerte SCP-prosjektet (Supernova Cosmology), er direkte relatert til fysikk elementærpartikler. La oss starte med det faktum at dette programmet, som forskning kosmisk mikrobølgebakgrunnsstråling på COBE-satellitten, som ga George Smoot Nobelprisen, fortsetter tradisjonene til Lawrence-laboratoriet. Et så bredt syn på ting er helt i ånden til lederen av Red Lab, som så etter sammenhenger overalt og prøvde å bruke metodene til ett vitenskapsfelt på et annet. I tillegg ble en av initiativtakerne til SCP-prosjektet, Gerson Goldhaber, allment anerkjent ved Cavendish Laboratory under Rutherford og Chadwicks tid, og fungerte deretter i mange år som direktør for Brookhaven National Laboratory. Vi kan si at kosmologi og partikkelfysikk - vitenskapene til de største og de minste - lenge har vært relatert.

Da SCP-programmet startet, håpet deltakerne at ved å ta supernovaer som standardlys, ville de bli overbevist om Sakker farten Univers. Tyngdekraften, ser det ut til, i sin natur har en tendens til å forsinke tilbaketrekningen av ethvert system av massive kropper som beveger seg bort fra hverandre. Enkelt sagt faller det som kastes opp, eller i det minste bremser ned. Kosmologer forutså derfor tre mulige veier for kosmisk evolusjon. Avhengig av forholdet mellom universets gjennomsnittlige og kritiske tetthet, bremses den enten ganske raskt, og utvidelsen erstattes av kompresjon, eller den bremses ikke særlig mye, og stopppunktet ikke nås, eller hvis de to tetthetene er like, den forblir i en grensetilstand og utvider seg også i uendelig lang tid.

Alle tre scenariene starter med et vanlig Big Bang. Hvis universet er tett nok, bremses det gradvis ned, og til slutt, etter milliarder av år, gir utvidelsen plass til kompresjon. Alt som finnes males til slutt i Big Meat Grinder. Hvis tettheten er under en kritisk verdi, fortsetter ekspansjonen av universet, og bremser ned i det uendelige - kosmos overvinner avstanden med kraft, som en utmattet løper. Selv om utvidelsen av galakser blir mer og mer treg, vil de aldri ha mot til å løpe mot hverandre. Dette alternativet kalles noen ganger Big Moan. Tredje mulighet: den gjennomsnittlige tettheten er nøyaktig lik den kritiske tettheten. I dette tilfellet bremser universet, og akkurat som det er det i ferd med å begynne å krympe, men dette skjer ikke. Hun, som en erfaren snorruller, holder lett balansen.

Perlmutter og hans stab forventet å se ett av disse tre alternativene. Supernovaobservasjoner motsa imidlertid kjente mønstre. Fra grafene over hastighet mot avstand, følger det at ekspansjonen ikke avtar i det hele tatt. Dessuten akselererer det. Det var som om noe hadde fått tyngdekraften til å forveksle bremsepedalen med gassen. Men ingen av de kjente stoffene kunne mistenkes i disse innspillene. Teoretiker Michael Turner fra University of Chicago kalte den uvanlige komponenten mørk energi.

Selv om mørk energi ikke er mindre mystisk enn mørk materie, har egenskapene deres lite til felles. Mørk materie produserer den samme gravitasjonskraften som vanlig materie, men mørk energi fungerer som en slags "antigravitasjon", som får legemer til å fly fra hverandre med akselerasjon. Hvis mørk materie var på en fest, ville det introdusert gjestene for hverandre og involvert dem i den generelle moroa. Mørk energi, tvert imot, liker å jobbe i spesialstyrker og undertrykke gateopptøyer. Faktisk, hvis kosmos var for rik på smak med mørk energi, ville universet ta en skjebnesvanger vei som sluttet med Big Rip - det ville rett og slett blitt sprengt i filler.

I forbindelse med mørk energi snakker fysikere om å vende tilbake til generell teori relativitetsteori, den kosmologiske konstanten, som Einstein en gang forlot. Selv om begrepet som beskriver antigravitasjon (lambda-begrep) løser problemet med liten innsats, ville det være fint å rettferdiggjøre det fra et fysisk synspunkt. Fysikere er svært tilbakeholdne med å legge til nye termer i sammenhengende teorier med mindre det er noen grunnleggende forutsetninger for dette. Med andre ord, den kosmologiske konstanten måtte finne en plass i feltteorien. derimot moderne teorier felt gir en ufattelig mengde vakuumenergi. For å få en realistisk verdi fra den, må den reduseres til nesten null (det vil si nesten, ikke akkurat). Den oppdagede og eksperimentelt målte kosmiske akselerasjonen utgjorde et komplekst puslespill for forskere.

Dessuten, hvis mørk energi forblir konstant i tid og rom, blir dens innflytelse aldri mindre. Ettersom tyngdekraften gir plass til mørk energi over tid, beveger universet seg stadig nærmere Stort gap. Før de aksepterer en så dyster slutt, foretrekker de fleste teoretikere å reflektere og finne på noe bedre.

Princeton-teoretikeren Paul Steinhardt, samt Robert Caldwell og Rahul Dave, har foreslått en original måte å modellere mørk energi på. De introduserte en ny type materie kalt kvintessens. Kvintessens er et hypotetisk stoff som, i stedet for å få kropper til å klumpe seg sammen (som vanlig materie, som tjener som en kilde til tyngdekraften), skyver dem fra hverandre (som den mektige Samson fra søylene i filistrenes tempel). Begrepet for dette stoffet er hentet fra gammel filosofi, der kvintessensen ("femte essens") fortsatte serien med fire elementer av Empedocles. Forskjellen mellom den kosmologiske konstanten og kvintessensen er denne: mens den første står forankret til flekken, er den andre som formbar plastelina - den kan endre seg fra sted til sted og fra epoke til epoke.

Observasjoner av den kosmiske mikrobølgebakgrunnsstrålingen fra WMAP-satellitten antyder at rommet er fylt med en blanding av mørk energi, mørk materie og synlig materie (i den rekkefølgen). Men bildene fra sonden er fortsatt tause om hvilke ingredienser som brukes til å lage den doble mørke cocktailen.

Fysikere håper at LHC vil bidra til å løfte sløret av hemmelighold over naturen til mørk energi og mørk materie. Hvis for eksempel kvintessensen ble oppdaget ved den største kollideren, ville det bety en revolusjon innen kosmologi og ville radikalt endre vår forståelse av materie, energi og universet. Døm selv, takket være denne oppdagelsen ville vi vite hvilken fremtid som venter alle ting.

Hypotesene er ikke begrenset til å legge til et lambda-begrep og introdusere et uvanlig stoff. I følge noen teoretikere er tiden inne for å revurdere selve gravitasjonsteorien. Kanskje manifesterer gravitasjonskrefter seg forskjellig på forskjellige skalaer: innenfor planetsystemer oppfører de seg på én måte, men i den galaktiske vidden oppfører de seg forskjellig? Kan det skje at Einsteins generelle relativitetsteori, som etter vår mening ser ut til å være riktig, må erstattes av en annen teori på de mest enorme avstandene? Som Rubin en gang sa: "Det ser ut til at før vi vet hva gravitasjon er, vil vi ikke vite hva mørk materie er."87

Innovative teorier om gravitasjon foreslår radikale endringer i mekanismen og omfanget av dens handling. Noen av dens egenskaper, hevder tilhengere av disse teoriene, får en naturlig forklaring hvis vi antar at tyngdekraften trenger inn i skjulte tilleggsdimensjoner, der tilgang til andre former for materie og energi er forbudt. Da kan den mørke sektoren av universet være en skygge av høyere sfærer.

Det er bemerkelsesverdig at individuelle eksotiske teorier av denne typen, uansett hvor merkelige de kan virke, kan testes ved LHC. Den varme ovnen med høyenergitransformasjoner kan ikke bare bringe enestående partikler til live, men også oppdage nye dimensjoner. Hvem vet hvilke langvarige naturhemmeligheter som vil bli strippet for slørene av LHCs enestående kraft...

Når det gjelder mørk materie, er det tydelig fra de tilfeldige ordene du sier om den at du ikke vet noe om den. I mellomtiden ble dens tilstedeværelse oppdaget av direkte astronomiske observasjoner. Les "The Tale of Dark Matter", kanskje etter det vil du ha mer respekt for dette emnet.

Vadim Berezhnoy 07/14/2016 07:51 Rapporter brudd

Fysikere er ikke enstemmige om mørk materie. Dette er en av hypotesene, mest sannsynlig feilaktig og langsøkt. Det er en liste over kontroversielle og uløste problemer innen fysikk (og andre vitenskaper) på Internett, og denne listen er imponerende.

Bogokhulov 07/14/2016 08:38 Rapporter brudd

Hva er mørk materie? Er det relatert til supersymmetri? Er mørk materie-fenomenet assosiert med en eller annen form for materie, eller er det egentlig en forlengelse av tyngdekraften?
Dette er hva seriøs fysikk sier.

Bogokhulov 14.07.2016 10:17 Rapporter brudd

La meg forklare igjen om mørk materie. Alle materielle kropper(planeter, stjerner, ansamlinger av støv og gasser) er utsatt for tyngdekraftens påvirkning. Loven om universell gravitasjon er matematisk uttrykt med formelen F=g*M*m/r*r, der * er det aritmetiske multiplikasjonstegnet, skråstreken / er divisjonstegnet, M og m er massene til stjernen og dens planet, F er tiltrekningskraften, g er gravitasjonskraftkonstanten. Så i solsystemet beveger alle legemer seg strengt i henhold til gravitasjonsformelen, og Keplers lover blir observert med høy grad av nøyaktighet, og det er ingen mørk materie i solsystemet. Men i de enorme volumene av galaksen, når man studerer bevegelsen til stjerner i baner rundt sentrum, viser det seg at bevegelseshastigheten deres skyldes tilstedeværelsen av en enorm masse av et usynlig stoff som ikke avgir noe. Det er en annen effekt - gravitasjonslinsing, når en lysstråle avviker fra rettlinjet bevegelse også en gigantisk masse materie. Dette er mørk materie og dens tilstedeværelse er et fast etablert faktum, til tross for at dens struktur og sammensetning, dvs. hva består den av? moderne vitenskap ukjent. Jeg føler at du ikke har lest noe om denne saken. Se for eksempel på "Elements"-nettstedet på lenken. Kort sagt, det er massevis av materialer om mørk materie.

Vadim Berezhnoy 14.07.2016 13:12 Rapporter brudd

Alt dette er kjent for meg, og kritikk av mørk materie er også kjent, og jeg ga det til deg. Forresten, tyngdekraftens natur, som essensen av mørk materie, er fortsatt i limbo, forskerne slår fortsatt hodet, men alt er allerede klart for deg.

Bogokhulov 14.07.2016 13:44 Rapporter brudd

Fakta er klare for meg, på grunnlag av hvilke konklusjonen ble gjort om tilstedeværelsen av en viss materiell gjenstand, hvis natur er ukjent for folk. Det virker som om du misforstår meg. Hva jeg skriver her er ikke helt klart for deg. Men jeg er ikke fornærmet. Folk misforstår hverandre generelt på mange måter. I dag var det et forferdelig terrorangrep i Nice... Hvorfor? Hvem skal si?

Vadim Berezhnoy 15.07.2016 09:09 Rapporter brudd

Faktisk er det fakta på grunnlag av hvilke noen fysikere konkluderte med at det er noe materielt, men ikke observerbart, og kalte det mørk materie. Andre har sagt: "Er mørk materie-fenomenet relatert til en eller annen form for materie, eller er det faktisk en forlengelse av tyngdekraften?" Det vil si at selve tyngdekraften ikke er fullt ut forstått; en form for ekspansjon tilskrives den.

Bogokhulov 07/16/2016 00:34 Rapporter brudd

Tyngdekraftutvidelse er tull. Du er tilsynelatende en humanist, slike vitenskaper som fysikk, kjemi, astronomi, teknikken for fysiske eksperimenter er ukjent for deg, det er derfor du ikke gjentar noe etter noen som ikke er helt tilstrekkelig meningsfulle ord"utvidelse av tyngdekraften"...

Vadim Berezhnoy 17.07.2016 22:39 Rapporter brudd

Jeg har høyere grad i elektroteknikk. Jeg har allerede fortalt deg at tyngdekraftens natur ikke er klar for vitenskapen, at det er en imponerende liste over kontroversielle og uløste problemer innen fysikk og andre vitenskaper (den er tilgjengelig på Internett). Der nevner de utvidelsen av tyngdekraften.

Bogokhulov 17.07.2016 22:55 Rapporter brudd

Det vil alltid være kontroversielle spørsmål i vitenskapen. "Elektronet er like uuttømmelig som atomet." Likevel blir fysiske sannheter klarere og tydeligere med fremskritt i teori og eksperimenter. Et slikt konsept som elektronspinn er mye mer interessant enn "tyngdekraftens ekspansjon." Den som uttalte seg om dens ekspansjon, forstår virkelig ikke loven om universell gravitasjon. The Big Bang, etter min mening, er også en fiksjon, som «tyngdekraftens utvidelse».

Vadim Berezhnoy 18.07.2016 05:15 Rapporter brudd

Vadim, det er en artikkel på Internett av A. L. Alyushi:
GRAVITET SOM EN KONSEKVENS AV EKSPANSJON AV MILJØET AV VEKTBARE KROPP.

Bogokhulov 18.07.2016 10:31 Rapporter brudd

Jeg kan ikke annet enn å avklare.
Selvfølgelig er det ikke tyngdekraften som utvider seg, det er selve universet som utvider seg.
Allerede (nylig) åpen gravitasjonsbølger(og deres eksistens er allerede bekreftet på nytt, og du kan enkelt lese om dem på Wikipedia og andre steder).
Når det gjelder mørk materie, er den gravitasjonsmessig tiltrukket av galakser med vanlig synlig materie og konsentrerer seg derfor først og fremst nær og inne i dem.
Galaksene med synlig materie sprer seg, og hoveddelen av den mørke materien knyttet til dem er spredning på samme måte Min (jeg husker ikke detaljene og referansene) kunnskap og vitenskapelige intuisjon tyder på at all mørk materie som en hele sprer seg.
Det finnes andre overbevisende bevis på Big Bang.

Gennady Pilny 18.07.2016 17:57 Rapporter brudd

Med respekt og takknemlighet,

Gennady Pilny 18.07.2016 18:24 Rapporter brudd

Jeg leste denne artikkelen av Alyushin. Hans såkalte hypotese tåler ikke kritikk. Og generelt forstår han dårlig elementære fysiske enheter. For eksempel skriver han (jeg siterer): «Fraværet, til tross for aktive søk, av spor av eksistensen av et gravitasjonsfelt...», noe som tyder på at han ikke forstår essensen av en slik form for materie som et felt. . Fra barndommen vet vi at et felt er et område i rommet på hvert punkt der en viss kraft virker, spesielt tyngdekraften, dvs. tiltrekningskraften mellom en kropp som har masse og en annen kropp som også har masse. Dette ble vist matematisk av det store engelske geniet Isaac Newton i 1687. Alushin vet ikke dette, forstår ikke, etter sitatet ovenfor å dømme. Han forstår heller ikke at tyngdekraften avtar proporsjonalt med kvadratet på avstanden mellom vekselvirkende masser til en uendelig liten verdi. Alushin skriver: "tyngdekraften til ethvert legeme strekker seg til uendelig fjerne avstander, og alle materielle objekter er absolutt gjennomtrengelige for denne kraften." Dette er tull! Så vi må avvise denne hypotesen og ikke ta hensyn til alle hans verbale spekulasjoner.

Vadim Berezhnoy 18.07.2016 20:28 Rapporter brudd

Alyushin er ikke perfekt, men han har en slags walkie-talkie. Men jeg godtar ikke matematikerne og fysikerne Einstein og andre. Nikon Tesla klarte seg uten høyere matematikk, men fikk likevel resultater.
Det er også V. A. Atsyukovsky på Internett: "Eterisk-dynamisk hypotese om tyngdekraft og utvidelse av jorden."

Bogokhulov 19.07.2016 00:03 Rapporter brudd

Jeg har alt Atsyukovsky spilt inn på disk. Nikola Tesla er en strålende eksperimentator. Han har en uvanlig dyp forståelse av den fysiske naturen til elektrisitet. Hele den moderne tekniske sivilisasjonen fikk en revolusjonerende drivkraft takket være verkene og oppfinnelsene til Nikola Tesla. Einstein er en teoretisk fysiker, og teoretikere er tusen ganger flinkere til å løse problemer differensiallikninger enn vanlige mennesker som ikke vokser opp til dem i løpet av studietiden. Vi har veldig få smarte lærere. En ung manns sinn er ikke et kar som skal fylles, men en fakkel som skal tennes. Men slike fakkelbærere som skaper genier er det få og langt mellom. Og dette er paradokset til milliardærer: de tar raskt tak i andres vitenskapelige sinn, men ønsker ikke å dyrke sine egne. Hva om du kan kjøpe det?

Vadim Berezhnoy 19.07.2016 06:24 Rapporter brudd

Kjære Vadim!
Så vidt jeg vet er gravitasjonslinser skapt av mørk materie gravitasjonsmessig forbundet (siden de er gjensidig tiltrukket) med galakser og normal, synlig materie.
Det vil si at ikke bare synlige galakser sprer seg - og (mest sannsynlig) mørk materie er forbundet med dem.
Det vil si at hele universet utvider seg etter Big Bang.
Og gravitasjonsbølgene oppdaget av forskere er bølger av selve rom-tidsstoffet i universet vårt.
Det vil si langt fra de fysiske massene av tunge materielle gjenstander og tiden kan flyte, gå, og selve strukturen kan bekymre.
Tiden for universet vårt oppsto sammen med universet og er bare iboende for det, inneholdt i det.
Og i forskjellige deler, loci av universet (og til og med i objekter som beveger seg med forskjellige hastigheter og akselerasjoner og ulike styrker gravitasjonsfelt) tiden flyter ikke på samme måte, det vil si at skaperen av STR og GTR A. Einstein har generelt rett i de matematiske formuleringene av alt dette.
I andre universer, parallelle verdener dine egne tider.

Alina Chernikova 19.07.2016 17:41 Rapporter brudd

Du har rett, Alina!
Hele universet vårt er ett og mørk materie flyr bort sammen med vanlig materie.
Selvfølgelig er mørk materie fordelt veldig ujevnt i universet og vekselvirker gravitasjonsmessig med synlig materie.
Men mørk energi er mye jevnere fordelt, og det er takket være dens mystiske anti-tyngdekraftsegenskaper at universet vårt utvider seg i en akselererende hastighet.

Alena Korgambaeva 19.07.2016 18:41 Rapporter brudd

Takk, kjære herrer, for kommentarene dine og interessen for det aktuelle temaet. Jeg er ingen ekspert på disse spørsmålene, men jeg prøvde å presentere det jeg selv forsto av å lese populærlitteratur. Uten seriøs matematisk trening, uten å operere med fakta etter å ha blitt kjent med dem i anerkjent vitenskapelige tidsskrifter vi har ikke lov til å gå dypt inn i temaet.

Vadim Berezhnoy 07/20/2016 06:27 Rapporter brudd

Takk, Vadim!
Og til mitt militant anti-troende, gudbekjempende klontroll som elsker å være frekk mot mange forfattere og samtalepartnere som ikke er kjent for ham - som elsker å spytte mer velbehag i sjelene til troende og mennesker som bare innrømmer Guds eksistens, jeg vil svare ham dette:
Kanskje du finner ut av det hvis du går i riktig retning.
Men så langt er det bare din amatørmessige fremgang mot falskhet, mot kvakksalveriet til forskjellige Alyushiner, som har blitt lagt merke til.
Alushin skriver (siterer den respekterte Vadim): «Fraværet, til tross for aktive søk, av spor av eksistensen av et gravitasjonsfelt...», noe som tyder på at han ikke forstår essensen av en slik form for materie som et felt.

Min ydmyke oppriktige mening:
Og det er et gravitasjonsfelt og spor av det har faktisk blitt objektivt oppdaget, i det minste de samme gravitasjonsbølgene.
Og gravitasjonsbølger og andre åpenbare tegn på gravitasjonsfeltet.
Jeg tror Alushin tar feil, og ikke bare i denne forbindelse, men Vadim og damene har rett.
Takk, kjære Vadim, Alina, Alena og Tatyana! :)

Lukk kodeVis resultatSkjul resultatet

Mysterier med mørk materie
(Mysteriet med mørk materie)

i utleie fra: 01.01.2012

Mysterier med mørk materie
(Mysteriet med mørk materie)

i utleie fra: 01.01.2012

Vi ble alle lært på skolen at universet er laget av atomer. Faktisk utgjør atomer bare 5% av materien i universet, resten er fortsatt et mysterium for oss. Det er noe annet i rommet, en annen virkelighet som vi akkurat begynner å oppdage. Vi vet at dette ikke er atomer, men vi vet ikke hva de er. Hvorfor er astrofysikere overbevist om eksistensen av denne mystiske usynlige saken? For uten mørk materie ville ikke galakser rotert – det ville ikke vært nok gravitasjonskrefter til å få stjernene til galaksene til å rotere med den hastigheten de roterer med i dag. Det er noen anomalier i oppførselen og bevegelsen til galakser; for å forstå dem antar forskere eksistensen av usynlig materie involvert i bevegelsen av galakser.