Almanaku "Dita për ditë": Shkencë. Kultura

Mendoj se po shpreh këtu ndjenjën e një brezi të tërë njerëzish që kanë kërkuar për grimcat e materies së errët që kur ishin ende studentë të diplomuar. Nëse LHC sjell lajme të këqija, nuk ka gjasa që ndonjë prej nesh të mbetet në këtë fushë të shkencës.

Një nga pyetjet urgjente që mund t'i përgjigjet LHC-së është larg spekulimeve teorike dhe ka rëndësinë më të drejtpërdrejtë për ne. Për disa dekada, astronomia është përpjekur të zgjidhë një mister të vështirë. Nëse llogarisim të gjithë masën dhe energjinë në hapësirë, rezulton se pjesa e luanit të materies është e fshehur nga sytë tanë. Sipas llogaritjeve moderne, substanca ndriçuese është vetëm 4% të sasisë totale të materies në Univers. Kjo pjesë e dhimbshme përfshin gjithçka të bërë nga atomet, nga gazi hidrogjen e deri te bërthamat e hekurit të planetëve si Toka. Rreth 22% është materia e errët, një përbërës i materies që nuk lëshon valë elektromagnetike dhe e bën veten të ndjehet vetëm përmes fushës së saj gravitacionale. Së fundi, provat aktuale sugjerojnë se 74% është në formën e energjisë së errët, lëndë e natyrës së panjohur që po bën që Universi të zgjerohet me një ritëm përshpejtues. Me një fjalë, Universi është një mozaik i pamontuar. Ndoshta TANK do të ndihmojë në gjetjen e pjesëve që mungojnë?

Hipotezat për lëndën e fshehur filluan të shpreheshin shumë kohë përpara se ky problem të njihej nga komuniteti i përgjithshëm shkencor. Dyshimet e para se kishte diçka tjetër që e mbante Universin nën kontroll, përveç lëndës së dukshme, u shfaqën në vitin 1932. Astronomi holandez Jan Oort llogariti se yjet në rajonet e jashtme të galaktikave lëvizin sikur t'i nënshtroheshin gravitetit shumë më të madh se ai që zotëronte vëzhguar një çështje. Rruga e Qumështit është në thelb si një karusel gjigant me kuaj. Yjet rrotullohen rreth qendrës galaktike, disa pak më afër dhe të tjerët pak më larg nga disku galaktik. Oort mati shpejtësinë e tyre dhe zbuloi se cila duhet të jetë forca gravitacionale e Rrugës së Qumështit në mënyrë që të mbajë yjet afër rrafshit galaktik dhe të parandalojë që galaktika të shpërbëhet. Duke ditur këtë forcë, Oort vlerësoi masën totale të sistemit tonë yjor (kjo vlerë sot njihet si kufiri i Oort-it). Rezultati ishte i papritur: ishte dyfishi i masës së vëzhguar të yjeve që lëshonin dritë.

NË vitin tjeter Fizikani me origjinë bullgare Fritz Zwicky, që punonte në Caltech, hetoi në mënyrë të pavarur se sa "ngjitës" gravitacional duhej për të mbajtur së bashku grupin e pasur të galaktikave në yjësinë Coma Berenices. Distancat midis galaktikave në grup janë të mëdha, prandaj Zwicky mori një vlerë të madhe për forcën gravitacionale. Prej saj ishte e mundur të llogaritet sasia e materies së nevojshme për të krijuar një forcë të tillë. Zwicky u mahnit kur pa se ishte qindra herë më i madh se masa e materies së dukshme. Duket se kjo strukturë voluminoze qëndronte mbi mbështetëse të kamufluara, të cilat vetëm mund ta mbanin të qëndrueshme.

Në vitet '30 shekulli XX Shkencëtarët dinin pak për Universin, përveç zgjerimit të zbuluar nga Hubble. Edhe ideja e galaktikave të tjera si "universet ishullore" si Rruga e Qumështit ishte në fillimet e saj. Nuk është për t'u habitur që, duke pasur parasysh fillimet e kozmologjisë fizike, pothuajse askush nuk i kushtoi vëmendje zbulimeve të jashtëzakonshme të Oort dhe Zwicky. U deshën vite përpara se astronomët të kuptonin rëndësinë e tyre.

Interesin aktual për materien e errët ia detyrojmë guximit të të resë Vera Cooper Rubin, e cila, në kundërshtim me të gjitha paragjykimet e kohës (astronomet femra në atë kohë dukeshin shtrembër), vendosi të merrej me astronominë. Rubin ka lindur në Uashington, DC dhe është rritur duke parë yjet nga dritarja e dhomës së saj të dhomës. Ajo i pëlqente të lexonte libra mbi astronominë, veçanërisht biografinë e Maria Mitchell, e cila fitoi njohje ndërkombëtare për zbulimin e saj të një komete. Rruga e Vera Rubin drejt ëndrrës së saj nuk mund të quhej e lehtë: në ato vite komuniteti astronomik i ngjante një klubi të mbyllur me një shenjë të ndritshme në derë "Gratë nuk lejohen".

Rubin më vonë kujtoi: «Kur isha në shkollë, më thanë se nuk do të gjeja kurrë një punë si astronom dhe se duhet të bëja diçka tjetër. Por unë nuk dëgjova askënd. Nëse vërtet dëshiron diçka, duhet ta marrësh dhe ta bësh dhe, me siguri, të kesh guximin të ndryshosh diçka në këtë fushë” 86.

Pasi mori një diplomë bachelor në astronomi nga Kolegji Vassar, ku Mitchell dikur jepte mësim, dhe një diplomë master në astronomi nga Universiteti Cornell, Rubin u kthye në vendlindja për të vazhduar studimet për astronomi në Universitetin Georgetown. Udhëheqës shkencor i disertacionit të saj për gradën Doktor i Filozofisë ishte Georgy Gamow. Edhe pse ai nuk u rendit në mesin e mësuesve të universitetit, ai ishte gjithashtu i interesuar për evolucionin e galaktikave dhe iu lejua të punonte me Rubin. Nën udhëheqjen e tij, ajo u mbrojt në vitin 1954.

Në kujdesin për katër fëmijët e lindur në martesën e saj me matematikanin Robert Rubin, nuk ishte e lehtë për të të gjente. punë të përhershme, e cila do të lejonte ndërthurjen e familjes dhe shkencës. Përfundimisht, në vitin 1965, Departamenti i Magnetizmit Tokësor i Institutit Carnegie në Uashington e përfshiu atë si një studiuese. Atje Rubin hyri në një aleancë krijuese me kolegun e saj Kent Ford. Ai kishte një teleskop që e ndërtoi me duart e tij dhe së bashku filluan vëzhgimet aktive të rajoneve të jashtme të galaktikave.

Së pari, astronomët e drejtuan teleskopin teleskopik në fqinjin më të afërt spirale të Rrugës së Qumështit, një galaktikë në yjësinë Andromeda. Duke përdorur një spektrograf, ata filluan të mbledhin të dhëna mbi zhvendosjen Doppler në spektrat e yjeve të vendosur në periferi galaktike. Zhvendosja e Dopplerit është një rritje (ulje) e frekuencës së rrezatimit nga një objekt që lëviz drejt vëzhguesit (larg vëzhguesit). Madhësia e kësaj zhvendosjeje varet nga shpejtësia relative e trupit. Efekti Doppler është karakteristik për çdo proces valor, duke përfshirë dritën dhe zërin. Për shembull, sa herë që dëgjojmë një sirenë zjarri që tingëllon më lart ndërsa ajo afrohet gjithnjë e më e ulët në ton ndërsa largohet, kemi të bëjmë me këtë efekt. Nëse flasim për dritën, atëherë ndërsa burimi afrohet, rrezatimi i tij zhvendoset në rajonin vjollcë të spektrit (zhvendosja e violetit), dhe ndërsa largohet, zhvendoset në të kuqe (zhvendosja e kuqe). Zhvendosja e kuqe e galaktikave i dha Hubble-it prova se galaktikat e largëta po fluturonin larg nesh. Efekti Doppler në spektrat elektromagnetike është ende një nga mjetet e domosdoshme të astronomisë.

Duke marrë spektrat e yjeve në pjesët e jashtme të Andromedës dhe duke matur madhësinë e zhvendosjes, Rubin dhe Ford ishin në gjendje të llogarisin shpejtësinë e materies yjore. Ata përcaktuan se sa shpejt lëvizin yjet në periferi të galaktikës rreth qendrës së tyre të gravitetit. Pastaj shkencëtarët nga Instituti Carnegie ndërtuan një grafik: shpejtësitë orbitale u skicuan vertikalisht dhe distanca nga qendra horizontalisht. Kjo marrëdhënie, e quajtur kurba e rrotullimit të galaktikës, tregoi qartë se si pjesët më të jashtme të Andromedës rrotullohen në karusel.

Siç vendosi Kepler disa shekuj më parë, në objektet astronomike në të cilat pjesa më e madhe e masës është e përqendruar në qendër (për shembull, Sistemi Diellor), sa më larg të jetë trupi nga qendra, aq më e ulët është shpejtësia e tij. Planetët e jashtëm lëvizin në orbitat e tyre shumë më ngadalë se sa ata të brendshëm. Mërkuri shkëlqen pranë Diellit me një shpejtësi prej rreth 50 km/s, ndërsa Neptuni mezi zvarritet me rreth 5.5 km/s. Arsyeja është e thjeshtë: graviteti diellor zvogëlohet me shpejtësi me rreze, dhe nuk ka masë në pjesët e jashtme të sistemit diellor që mund të ndikojë në shpejtësinë e planetëve.

Më parë, mendohej se në galaktikat spirale, si Rruga e Qumështit, lënda shpërndahej po aq kompakte. Vëzhgimet tregojnë se yjet banojnë më dendur në pjesën qendrore të galaktikave dhe formojnë një strukturë sferike (astronomët e quajnë atë një "fryrje"). Krahët spirale dhe aureolët që mbështjellin diskun galaktik, përkundrazi, duken të rralla dhe kalimtare. Por përshtypjet e para janë mashtruese.

Në ndërtimin e kurbës së rrotullimit të Andromedës, Rubin dhe Ford ishin plotësisht të bindur se, si në sistem diellor, në distanca të gjata shpejtësitë do të ulen. Por në vend të kësaj, grafiku doli në një vijë të drejtë, gjë që i la shkencëtarët mjaft në mëdyshje. Në vend të shpatit të malit kishte një pllajë të sheshtë. Forma e sheshtë e profilit të shpejtësisë nënkuptonte që masa në fakt shtrihej shumë përtej strukturës së vëzhguar. Diçka e fshehur nga sytë tanë ka një efekt të prekshëm në ato zona ku graviteti, sipas ideve tona, duhet të jetë jashtëzakonisht i vogël.

Për të kuptuar nëse kjo sjellje e shpejtësisë në Andromeda ishte përjashtim apo rregull, Rubin dhe Ford, së bashku me kolegët e tyre të Institutit Carnegie, Norbert Tonnard dhe David Burstein, vendosën të testonin 60 galaktika të tjera spirale. Edhe pse spiralet nuk janë lloji i vetëm i galaktikave - ka galaktika eliptike dhe ka galaktika të parregullta - astronomët zgjodhën "vorbullën" për thjeshtësinë e saj. Ndryshe nga llojet e tjera të galaktikave, në spirale yjet në krahë rrotullohen të gjithë në të njëjtin drejtim. Prandaj, shpejtësitë e tyre janë më të lehta për t'u paraqitur në një grafik, dhe për këtë arsye më e lehtë për t'u analizuar.

Ekipi bëri vëzhgime në Kitt Peak në Arizona dhe Cerro Tololo në Kili dhe vizatoi kthesat e rrotullimit për të gjitha 60 galaktikat. Çuditërisht, çdo grafik kishte një seksion po aq të sheshtë sa ai i Andromedës. Nga kjo, Rubin dhe bashkautorët e saj arritën në përfundimin se pjesa më e madhe e materies në galaktikat spirale është mbledhur në formacione të padukshme të zgjeruara, të cilat, përveç fushës gravitacionale, nuk manifestohen në asnjë mënyrë. Problemi që mundonte Oort dhe Zwicky u ngrit me forcë të plotë!

Kush qëndron pas maskës? Ndoshta materia e errët përbëhet nga materia e zakonshme, por është e vështirë të shihet? Ndoshta teleskopët tanë janë shumë të dobët për të parë të gjitha objektet në hapësirë?

Në një kohë, trupat qiellorë u propozuan për rolin e materies së errët, emrat e të cilëve pasqyronin fuqinë gravitacionale që u atribuohej atyre: objekte macho (MASNO, një akronim nga anglishtja. Objekte masive kompakte Halo -"objekte masive kompakte halo"). Këta janë trupa masivë qiellorë në aureolën e galaktikave që lëshojnë pak dritë. Këto përfshijnë, në veçanti, planetët gjigantë (përmasat e Jupiterit dhe më të mëdhenj), xhuxhët kafe (yjet me një fazë shumë të shkurtër të djegies termonukleare), xhuxhët e kuq (yjet me shkëlqim të dobët), yjet neutron (bërthamat yjore që kanë përjetuar ngjeshje katastrofike ( kolapsi) dhe i përbërë nga lëndë nukleonike) dhe vrima të zeza. Të gjitha ato përbëhen nga lënda barionike, e cila përfshin substancën bërthamat atomike dhe të afërmit e tij më të afërt, siç është gazi hidrogjen.

Për të gjuajtur për objekte maço dhe burime të tjera të zbehta të tërheqjes gravitacionale, astronomët kanë zhvilluar një teknikë të zgjuar të quajtur mikrolensimi gravitacional. Një lente gravitacionale është një trup masiv që, si një prizëm, devijon dritën. Sipas teorisë së përgjithshme të relativitetit të Ajnshtajnit, trupat e rëndë përkulin hapësirë-kohën rreth vetes, duke bërë që trajektorja e një rreze që kalon të përkulet. Në vitin 1919, efekti i lenteve u vëzhgua gjatë një eklipsi diellor: në këtë moment është e mundur të shihen yje pranë diskut të Diellit, i cili devijon dritën e tyre.

Për shkak se objektet macho që kalojnë midis Tokës dhe yjeve të largët duhet të shtrembërojnë imazhin, mikrolensimi ofron një mënyrë për t'i "peshuar" ato. Nëse një objekt macho shfaqet papritmas në vijën e shikimit në drejtim të yllit të vëzhguar (për shembull, një nga yjet e një galaktike të afërt), për shkak të fokusimit gravitacional ai do të bëhet për një moment më i ndritshëm. Dhe kur "macho man" kalon pranë, ylli do të zbehet dhe do të marrë pamjen e mëparshme. Nga kjo kurbë drite, astronomët mund të llogarisin masën e objektit.

Në vitet '90 Si pjesë e projektit MASNO, një grup ndërkombëtar astronomësh nga Observatori Mount Stromlo në Australi përpiluan një katalog që përfshinte rreth 15 ngjarje "të dyshimta". Duke skanuar aureolën e galaktikës seksion pas seksioni dhe duke përdorur Renë e Madhe të Magelanit (një satelit i Rrugës së Qumështit) si sfond yjor, shkencëtarët hasën në kthesa karakteristike të dritës. Nga këto të dhëna vëzhguese, astronomët vlerësojnë se rreth 20% e të gjithë materies në aureolën galaktike përbëhet nga objekte macho me masa që variojnë nga 15 deri në 90% të masës së Diellit. Këto rezultate treguan se periferitë e Rrugës së Qumështit janë të banuara nga yje të zbehtë dhe relativisht të lehta, të cilët, megjithëse pothuajse nuk shkëlqejnë, krijojnë një forcë tërheqëse. Kjo do të thotë, u bë pjesërisht e qartë se cilët trupa qiellorë gjenden në periferi të Galaktikës, por si të shpjegohej pjesa e mbetur e masës së fshehur ishte ende e paqartë.

Ka arsye të tjera për të besuar pse objektet macho mund të mos japin një përgjigje përfundimtare për misterin e lëndës së errët. Në modelet astrofizike të nukleosintezës (formimi elementet kimike), duke ditur sasinë e një elementi të caktuar në hapësirë ​​sot, mund të llogaritet se sa protone përmbante Universi në momentet e para pas Big Bengut. Dhe kjo bën të mundur vlerësimin e proporcionit të materies barionike në Univers. Fatkeqësisht, llogaritjet tregojnë se vetëm një pjesë e materies së errët është e natyrës barionike, pjesa tjetër është në një formë tjetër. Meqenëse objektet macho të përbëra nga barione të njohur nuk ishin të përshtatshme për rolin e një ilaçi, shkencëtarët e kthyen vëmendjen e tyre te kandidatët e tjerë.

Nuk është rastësi që objekteve macho iu dha një emër kaq brutal: në këtë mënyrë ata donin t'i kundërviheshin një klase tjetër trupash të propozuar për të shpjeguar lëndën e errët - "WIMPs" të pakapshme (WIMP - një fjalë që rrjedh nga anglishtja. Grimca masive me ndërveprim të dobët- "grimca masive që ndërveprojnë dobët"). Ndryshe nga "macho", "wimps" nuk janë trupa qiellorë, por lloj i ri grimca masive që marrin pjesë vetëm në ndërveprime të dobëta dhe gravitacionale. Për shkak se ato janë të rënda, WIMP-të duhet të kenë shpejtësi të ulëta, gjë që i bën ata ngjitës të shkëlqyeshëm gravitacional: ato parandalojnë që strukturat gjigante që shihen në hapësirë, si galaktikat dhe grupimet e galaktikave, të shpërbëhen.

Neutrinot nuk mund të zbriteshin nëse do të ishin më të rëndë dhe më të zellshëm. Në fund të fundit, siç u ka hije leptonëve, ata shmangin proceset e forta dhe, si të gjitha grimcat neutrale, nuk kanë frikë nga elektromagnetizmi. Megjithatë, masa e parëndësishme dhe shqetësimi i neutrinos i detyron ato të përjashtohen nga shqyrtimi. Për shkak të shkathtësisë së tyre, neutrinot mund të krahasohen me një politikan sipërfaqësor i cili vazhdimisht bën sulme në rrethe të ndryshme, duke u përpjekur të fitojë mbi elektoratin përpara zgjedhjeve për këshillin e qytetit. A do të duan njerëzit të bashkohen rreth një personi që nuk është në gjendje të vendoset në një vend dhe të fitojë mbështetje të fortë? Po kështu, neutrinot, të cilat nuk qëndrojnë askund për një kohë të gjatë dhe kanë pak efekt në asgjë, vështirë se janë të përshtatshme për rolin e një shufre unifikuese.

Grimcat e ngjashme me neutrinon - shumë të lehta dhe të shpejta për të formuar struktura - quhen lëndë e errët e nxehtë. Megjithëse masa e fshehur në Univers mund të përbëhet deri në një farë mase prej tyre, ata nuk mund të shpjegojnë pse yjet në rajonet e jashtme të galaktikave ngjiten kaq fort pas "ishullit" të tyre të shtëpisë dhe pse vetë galaktikat mblidhen në grupime. Lënda më e rëndë e karakterizuar nga hapa të matur, duke përfshirë "macho" dhe "wimps", i përkasin klasës së materies së errët të ftohtë. Nëse do të mund ta gërvishtnim mjaftueshëm, do të dinim se nga çfarë janë bërë mbështetësit hapësinorë.

Por nëse jo neutrinot, atëherë cilat grimca neutrale me origjinë jo-hadronike kanë masë të konsiderueshme dhe mund të fluturojnë aq ngadalë sa të ndikojnë yjet dhe galaktikat? Mjerisht, këto janë në mungesë në Modelin Standard. Përveç neutrinos, "machos" dhe "wimps", roli i materies së errët pretendohet dhe, sipas disa teoricienëve, jo pa arsye, nga aksioni. Kjo grimcë masive është futur në kromodinamikën kuantike (teoria e ndërveprimeve të forta), por ende nuk është zbuluar eksperimentalisht. Për momentin, kërkimi i masës së fshehur në Univers ka arritur në një rrugë pa krye.

Është koha për të kërkuar ndihmë nga LHC. Ndoshta fragmentet e përplasjeve në përshpejtuesin do të përmbajnë përgjigjen për misterin e materies së errët të ftohtë. Të parët në listën e kandidatëve janë partnerët më të lehtë supersimetrik: neutralinos, charginos, gluinos, photinos, squarks, sleptons dhe disa të tjerë. Nëse masa e tyre (në njësi energjetike) nuk ndryshon shumë nga një teraelektronvolt, nuk do të jetë e vështirë të vërehen nga zbërthimet karakteristike që shfaqen në kalorimetra dhe sistemet e gjurmimit.

Por nëse materia e errët do të ishte i vetmi mister i universit, fizikantët do të kafshonin gjuhën e tyre, do të kryqëzonin gishtat dhe do të uleshin të qetë dhe do të prisnin që LHC ose ndonjë instrument tjetër të jepte rezultate të përshtatshme. Është si të postosh një njoftim pune dhe të presësh me qetësi që një specialist i kualifikuar të vijë për një intervistë. Sidoqoftë, në horizont u shfaq një arrë më e fortë, e cila tashmë kishte arritur të shkaktonte telashe për shkencëtarët. Ne po flasim për energjinë e errët. Ata jo vetëm që nuk e dinë se çfarë po u fsheh saktësisht, por nuk e kanë idenë se ku të shikojnë.

Për herë të parë, komuniteti shkencor u përball me energjinë e errët në vitin 1998. Pastaj dy grupe astronomësh - një ekip kërkimor nga Laboratori Kombëtar. Lawrence Berkeley nën udhëheqjen e Saul Perlmutter dhe vëzhgues në Observatorin Mount Stromlo (përfshirë Adam Riess, Robert Kirschner dhe Brian Schmidt) njoftuan lajmin e mahnitshëm për zgjerimin e Universit. Për të gjurmuar se si u zgjerua kozmosi në të kaluarën, studiuesit matën distancat nga supernova në galaktikat e largëta. Vizatimi i këtyre distancave në një grafik në varësi të shpejtësive të galaktikave të gjetura nga Zhvendosja e Dopplerit linjat spektrale, astronomët ishin në gjendje të përcaktonin se si parametri Hubble, i cili karakterizon shkallën e largimit, ka ndryshuar gjatë miliarda viteve.

Yjet e përdorura në vëzhgime, të ashtuquajturat supernova të tipit 1a, kanë një veti të jashtëzakonshme: disa modele mund të gjurmohen në intensitetin e energjisë së emetuar prej tyre gjatë shpërthimit. Falë kësaj sjelljeje të parashikueshme, grupet e përmendura ishin në gjendje të llogaritnin distancat me yjet duke krahasuar shkëlqimin e vëzhguar me një vlerë të njohur. Me fjalë të tjera, astronomët kanë një lloj rulete me të cilën mund të "arrin" yjet që janë miliarda vite dritë larg nesh, domethënë ata që shpërthyen shumë kohë më parë në të kaluarën.

Një objekt astronomik me ndriçim të njohur absolut quhet qiri standard. Kur ne ngasim një makinë natën dhe shikojmë llambat në anë të rrugës, ne mund të vlerësojmë distancën nga një llambë e veçantë nëse na duket e ndritshme apo e zbehtë. Duke supozuar, sigurisht, se të gjithë prodhojnë të njëjtën fuqi. Nëse do të ndodhte që një blic i ndritshëm të godiste sytë gjatë një shëtitjeje natën, me shumë mundësi do të vendosnit që burimi i tij të ishte afër jush. Dhe për dritën mezi të dukshme, ju padashur mendoni se është diku larg. Shkurtimisht, ne shpesh gjykojmë distancën nga shkëlqimi i dukshëm i një burimi drite. Po kështu, astronomët, pasi kanë pranuar një objekt, si një supernova e tipit 1a, për një qiri standard, kanë në dispozicion pothuajse të vetmin instrument për matjen e distancave të mëdha.

Ekipi hulumtues i Perlmutger, i cili zbatoi projektin SCP (Supernova Cosmology), lidhet drejtpërdrejt me fizikën grimcat elementare. Le të fillojmë me faktin se ky program, si kërkimi rrezatimi kozmik i sfondit të mikrovalës në satelitin COBE, i cili i solli George Smoot çmimin Nobel, vazhdon traditat e laboratorit të Lawrence. Një pamje kaq e gjerë e gjërave është plotësisht në frymën e kreut të Red Lab, i cili kërkoi lidhje kudo dhe u përpoq të zbatonte metodat e një fushe të shkencës në një tjetër. Përveç kësaj, një nga iniciatorët e projektit SCP, Gerson Goldhaber, u njoh gjerësisht në Laboratorin Cavendish gjatë kohës së Rutherford dhe Chadwick, dhe më pas shërbeu për shumë vite si drejtor i Laboratorit Kombëtar Brookhaven. Mund të themi se kozmologjia dhe fizika e grimcave - shkencat e më të mëdhave dhe më të voglave - kanë qenë të lidhura prej kohësh.

Kur programi SCP filloi, pjesëmarrësit e tij shpresonin se duke marrë supernova si qirinj standardë, ata do të binden se duke u ngadalësuar Universi. Forca e gravitetit, me sa duket, nga vetë natyra e saj tenton të vonojë tërheqjen e çdo sistemi trupash masivë që largohen nga njëri-tjetri. E thënë thjesht, ajo që hidhet lart bie, ose të paktën ngadalësohet. Prandaj, kozmologët parashikuan tre rrugë të mundshme të evolucionit kozmik. Në varësi të marrëdhënies midis densitetit mesatar dhe kritik të universit, ai ose ngadalësohet mjaft shpejt, dhe zgjerimi zëvendësohet nga ngjeshja, ose nuk ngadalësohet shumë, dhe pika e ndalimit nuk arrihet, ose, nëse të dyja dendësitë janë të barabarta, ajo mbetet në një gjendje kufitare dhe gjithashtu zgjerohet për një kohë pafundësisht të gjatë.

Të tre skenarët fillojnë me një Big Bang të zakonshëm. Nëse Universi është mjaft i dendur, ai gradualisht ngadalësohet dhe më në fund, pas miliarda vitesh, zgjerimi ia lë vendin ngjeshjes. Çdo gjë që ekziston përfundimisht bluhet në Big Meat Grinder. Nëse dendësia është nën një vlerë kritike, zgjerimi i Universit vazhdon, duke u ngadalësuar, pafundësisht - kozmosi e kapërcen distancën me forcë, si një vrapues i rraskapitur. Megjithëse zgjerimi i galaktikave bëhet gjithnjë e më i ngadaltë, ato nuk do të kenë kurrë guximin të vrapojnë drejt njëri-tjetrit. Kjo alternativë nganjëherë quhet Big Moan. Mundësia e tretë: dendësia mesatare është saktësisht e barabartë me densitetin kritik. Në këtë rast, Universi po ngadalësohet dhe, po ashtu, ai është gati të fillojë të tkurret, por kjo nuk ndodh. Ajo, si një litar me përvojë, ruan lehtësisht ekuilibrin e saj.

Perlmutter dhe stafi i tij prisnin të shihnin një nga këto tre opsione. Megjithatë, vëzhgimet e supernovës kundërshtuan modelet e njohura. Nga grafikët e shpejtësisë kundrejt distancës, rezulton se zgjerimi nuk po ngadalësohet fare. Për më tepër, ajo përshpejtohet. Dukej sikur diçka kishte bërë që graviteti të ngatërronte pedalin e frenave me gazin. Por asnjë nga substancat e njohura nuk mund të dyshohej në këto makinacione. Teoricieni Michael Turner i Universitetit të Çikagos e quajti komponentin e pazakontë energji të errët.

Megjithëse energjia e errët nuk është më pak misterioze se materia e errët, vetitë e tyre kanë pak të përbashkëta. Lënda e errët prodhon të njëjtën forcë gravitacionale si materia e zakonshme, por energjia e errët është një lloj "anti-graviteti", duke shkaktuar që trupat të largohen me nxitim. Nëse lënda e errët do të ishte në një festë, ajo do t'i prezantonte të ftuarit me njëri-tjetrin dhe do t'i përfshinte ata në argëtimin e përgjithshëm. Energjisë së errët, përkundrazi, i pëlqen të punojë në forca speciale, duke shtypur trazirat në rrugë. Në fakt, nëse kozmosi do të ishte shumë i aromatizuar me energji të errët, Universi do të merrte një rrugë fatale që do të përfundonte me Big Rip - ai thjesht do të hidhej në erë.

Në lidhje me energjinë e errët, fizikanët po flasin për kthimin në teori e përgjithshme relativiteti, konstanta kozmologjike, të cilën Ajnshtajni e braktisi dikur. Megjithëse termi që përshkruan antigravitetin (termi lambda) e zgjidh problemin me pak përpjekje, do të ishte mirë ta justifikonim atë nga pikëpamja fizike. Fizikanët ngurrojnë të shtojnë terma të rinj në teoritë koherente nëse nuk ka disa parakushte themelore për këtë. Me fjalë të tjera, konstanta kozmologjike do të duhej të gjente një vend në teorinë e fushës. Megjithatë teoritë moderne fushat ofrojnë një sasi të paimagjinueshme të energjisë vakum. Për të marrë një vlerë reale prej saj, ajo duhet të reduktohet pothuajse në zero (d.m.th., pothuajse, jo saktësisht). Përshpejtimi kozmik i zbuluar dhe i matur në mënyrë eksperimentale ka krijuar një enigmë komplekse për shkencëtarët.

Për më tepër, nëse energjia e errët mbetet konstante në kohë dhe hapësirë, ndikimi i saj nuk zvogëlohet kurrë. Ndërsa graviteti ia lë vendin energjisë së errët me kalimin e kohës, Universi i afrohet gjithnjë e më shumë Hendeku i madh. Përpara se të pranojnë një fund kaq të zymtë, shumica e teoricienëve preferojnë të reflektojnë dhe të dalin me diçka më të mirë.

Teoricieni i Princeton, Paul Steinhardt, si dhe Robert Caldwell dhe Rahul Dave, kanë propozuar një mënyrë origjinale për të modeluar energjinë e errët. Ata prezantuan një lloj të ri të materies të quajtur kuintesencë. Kuintesenca është një substancë hipotetike që, në vend që të bëjë që trupat të grumbullohen (si materia e zakonshme, që shërben si burim graviteti), i largon ata (si Samsoni i fuqishëm i kolonave të tempullit filistin). Termi për këtë substancë është marrë nga filozofia antike, në të cilën kuintesenca ("esenca e pestë") vazhdoi serinë e katër elementëve të Empedokliut. Dallimi midis konstantës kozmologjike dhe kuintesencës është ky: ndërsa e para qëndron e rrënjosur në vend, e dyta është si plastelinë e lakueshme - mund të ndryshojë nga vendi në vend dhe nga epoka në epokë.

Vëzhgimet e rrezatimit kozmik të sfondit të mikrovalës nga sateliti WMAP sugjerojnë se hapësira është e mbushur me një përzierje të energjisë së errët, materies së errët dhe materies së dukshme (në atë renditje). Por imazhet nga sonda janë ende të heshtura se cilët përbërës janë përdorur për të bërë koktejin e dyfishtë të errët.

Fizikanët shpresojnë se LHC do të ndihmojë në heqjen e velit të fshehtësisë mbi natyrën e energjisë së errët dhe materies së errët. Nëse, për shembull, kuintesenca do të zbulohej në përplasësin më të madh, kjo do të nënkuptonte një revolucion në kozmologji dhe do të ndryshonte rrënjësisht të kuptuarit tonë për lëndën, energjinë dhe Universin. Gjykoni vetë, falë këtij zbulimi do të dinim se çfarë e ardhme i pret të gjitha gjërat.

Hipotezat nuk kufizohen në shtimin e një termi lambda dhe futjen e një substance të pazakontë. Sipas disa teoricienëve, ka ardhur koha për të rishqyrtuar vetë teorinë e gravitetit. Ndoshta forcat gravitacionale manifestohen ndryshe në shkallë të ndryshme: brenda sistemeve planetare ato sillen në një mënyrë, por në hapësirën galaktike ato sillen ndryshe? A mund të ndodhë që teoria e përgjithshme e relativitetit të Ajnshtajnit, e cila sipas mendimit tonë duket të jetë e saktë, do të duhet të zëvendësohet nga një teori tjetër në distancat më të mëdha? Siç tha Rubin dikur, "Duket se derisa të dimë se çfarë është graviteti, ne nuk do të dimë se çfarë është materia e errët."87

Teoritë novatore të gravitetit propozojnë ndryshime rrënjësore në mekanizmin dhe shtrirjen e veprimit të tij. Disa nga vetitë e tij, argumentojnë adhuruesit e këtyre teorive, marrin një shpjegim të natyrshëm nëse supozojmë se forca e gravitetit depërton në dimensione shtesë të fshehura, ku qasja në forma të tjera të materies dhe energjisë është e ndaluar. Atëherë sektori i errët i Universit mund të jetë një hije e sferave më të larta.

Vlen të përmendet se disa teori ekzotike të këtij lloji, sado të çuditshme të duken, mund të testohen në LHC. Furra e nxehtë e transformimeve me energji të lartë jo vetëm që mund të sjellë në jetë grimca të papara, por edhe të zbulojë dimensione të reja. Kush e di se cilat sekrete të kahershme të natyrës do të zhveshen nga perdet nga fuqia e paparë e LHC-së...

Sa i përket lëndës së errët, bëhet e qartë nga fjalët e rastësishme që thoni për të se nuk dini asgjë për të. Ndërkohë, prania e tij u zbulua nga vëzhgimet e drejtpërdrejta astronomike. Lexoni "Përrallën e materies së errët", ndoshta pas kësaj do të jeni më të respektueshëm për këtë temë.

Vadim Berezhnoy 14.07.2016 07:51 Raportoni shkelje

Fizikanët nuk janë unanim për materien e errët. Kjo është një nga hipotezat, me shumë gjasa e gabuar dhe e largët. Ekziston një listë e çështjeve të diskutueshme dhe të pazgjidhura në fizikë (dhe shkenca të tjera) në internet, dhe kjo listë është mbresëlënëse.

Bogokhulov 14.07.2016 08:38 Raportoni shkelje

Çfarë është lënda e errët? A ka lidhje me supersimetrinë? A është fenomeni i materies së errët i lidhur me ndonjë formë të materies, apo është në të vërtetë një shtrirje e gravitetit?
Kjo është ajo që thotë fizika serioze.

Bogokhulov 14.07.2016 10:17 Raportoni shkelje

Më lejoni të shpjegoj përsëri për materien e errët. Të gjitha trupat materiale(planetet, yjet, akumulimet e pluhurit dhe gazeve) i nënshtrohen efekteve të gravitetit. Ligji i gravitetit universal shprehet matematikisht me formulën F=g*M*m/r*r, ku * është shenja e shumëzimit aritmetik, prerja përpara / është shenja e pjesëtimit, M dhe m janë masat e yllit dhe planeti i tij, F është forca e tërheqjes, g është konstanta e forcës gravitacionale. Pra, në Sistemin Diellor, të gjithë trupat lëvizin në mënyrë rigoroze sipas formulës gravitacionale dhe ligjet e Keplerit respektohen me një shkallë të lartë saktësie dhe nuk ka lëndë të errët në Sistemin Diellor. Por në vëllimet e mëdha të Galaktikës, kur studiojmë lëvizjen e yjeve në orbita rreth qendrës së saj, rezulton se shpejtësia e lëvizjes së tyre është për shkak të pranisë së një mase të madhe të një substance të padukshme që nuk lëshon asgjë. Ekziston një efekt tjetër - lente gravitacionale, kur një rreze drite devijon lëvizje drejtvizore gjithashtu një masë gjigande materies. Kjo është materie e errët dhe prania e saj është një fakt i vendosur fort, pavarësisht se struktura dhe përbërja e saj, d.m.th. nga çfarë përbëhet? shkenca moderne i panjohur. Më duket se nuk keni lexuar asgjë për këtë çështje. Shikoni, për shembull, në faqen e internetit "Elements" në lidhjen Me pak fjalë, ka një ton materialesh rreth lëndës së errët.

Vadim Berezhnoy 14.07.2016 13:12 Raportoni shkelje

E gjithë kjo është e njohur për mua, dhe kritika ndaj materies së errët është gjithashtu e njohur, dhe jua sigurova. Meqë ra fjala, natyra e gravitetit, si thelbi i materies së errët, është ende në harresë, shkencëtarët janë ende të këputur, por gjithçka tashmë është e qartë për ju.

Bogokhulov 14.07.2016 13:44 Raportoni shkelje

Për mua janë të qarta faktet, mbi bazën e të cilave është nxjerrë përfundimi për praninë e një objekti të caktuar material, natyra e të cilit është e panjohur për njerëzit. Me duket se me keqkupton. Ajo që po shkruaj këtu nuk është plotësisht e qartë për ju. Por unë nuk jam i ofenduar. Njerëzit në përgjithësi e keqkuptojnë njëri-tjetrin në shumë mënyra. Sot ndodhi një sulm i tmerrshëm terrorist në Nice... Pse? Kush të thotë?

Vadim Berezhnoy 15.07.2016 09:09 Raportoni shkelje

Në të vërtetë, ka fakte në bazë të të cilave disa fizikanë arritën në përfundimin se ekziston diçka materiale, por jo e vëzhgueshme, dhe e quajtën atë materie të errët. Të tjerë kanë thënë: "A është fenomeni i materies së errët i lidhur me një formë të materies, apo është në të vërtetë një shtrirje e gravitetit?" Kjo do të thotë, graviteti në vetvete nuk është kuptuar plotësisht;

Bogokhulov 16.07.2016 00:34 Raportoni shkelje

Zgjerimi i gravitetit është marrëzi. Ju, me sa duket, jeni një humanist, shkenca të tilla si fizika, kimia, astronomia, teknika e eksperimenteve fizike janë të panjohura për ju, prandaj nuk përsërisni asgjë pas dikujt që nuk është mjaft adekuat. fjalë kuptimplote"zgjerimi i gravitetit"...

Vadim Berezhnoy 17.07.2016 22:39 Raportoni shkelje

Unë kam një diplomë më të lartë në inxhinieri elektrike. Unë ju kam thënë tashmë se natyra e gravitetit nuk është e qartë për shkencën, se ekziston një listë mbresëlënëse e çështjeve të diskutueshme dhe të pazgjidhura në fizikë dhe shkenca të tjera (është në dispozicion në internet). Aty përmendin zgjerimin e gravitetit.

Bogokhulov 17.07.2016 22:55 Raportoni shkelje

Gjithmonë do të ketë çështje të diskutueshme në shkencë. “Elektroni është po aq i pashtershëm sa atomi”. Megjithatë, të vërtetat fizike bëhen gjithnjë e më të qarta me përparimet në teori dhe eksperimente. Një koncept i tillë si rrotullimi i elektronit është shumë më interesant sesa "zgjerimi i gravitetit". Ai që u shpreh për zgjerimin e tij me të vërtetë nuk e kupton ligjin e gravitetit universal. Big Bang, për mendimin tim, është gjithashtu një trillim, si "zgjerimi i gravitetit".

Vadim Berezhnoy 18.07.2016 05:15 Raportoni shkelje

Vadim, ekziston një artikull në internet nga A. L. Alyushin:
GRAVITETI SI PASOJË E ZGJERIMIT TË MJEDISIT TË TRUPAVE TË PESHËM.

Bogokhulov 18.07.2016 10:31 Raportoni shkelje

Nuk mund të mos sqaroj.
Natyrisht, nuk është graviteti ai që zgjerohet, është vetë Universi që po zgjerohet.
Tashmë (së fundmi) i hapur valët gravitacionale(dhe ekzistenca e tyre tashmë është rikonfirmuar, dhe ju mund të lexoni lehtësisht rreth tyre në Wikipedia dhe gjetkë).
Sa i përket lëndës së errët, ajo tërhiqet në mënyrë gravitacionale nga galaktikat e materies së zakonshme të dukshme dhe për këtë arsye përqendrohet kryesisht pranë dhe brenda tyre.
Galaktikat e materies së dukshme po shpërndahen, dhe pjesa kryesore e materies së errët që lidhet me to shpërndahet në të njëjtën mënyrë, njohuritë dhe intuita ime (nuk i mbaj mend detajet dhe referencat) dhe shkencore e tëra po shpërndahet.
Ka prova të tjera bindëse të Big Bengut.

Gennady Pilny 18.07.2016 17:57 Raportoni shkelje

Me respekt dhe mirënjohje,

Gennady Pilny 18.07.2016 18:24 Raportoni shkelje

E lexova këtë artikull nga Alyushin. E ashtuquajtura hipoteza e tij nuk i qëndron kritikës. Dhe në përgjithësi, ai i kupton dobët entitetet fizike elementare. Për shembull, ai shkruan (citoj): "Mungesa, pavarësisht nga kërkimet aktive, e gjurmëve të ekzistencës së një fushe gravitacionale...", gjë që sugjeron se ai nuk e kupton thelbin e një forme të tillë të materies si fushë. . Që nga fëmijëria e dimë se një fushë është një zonë e hapësirës në secilën pikë të së cilës vepron një forcë e caktuar, në veçanti forca e gravitetit, d.m.th. forca e tërheqjes ndërmjet një trupi që ka masë dhe një trupi tjetër që gjithashtu ka masë. Këtë e tregoi matematikisht gjeniu i madh anglez Isaac Newton në vitin 1687. Alushin nuk e di këtë, nuk e kupton, duke gjykuar nga citati i mësipërm. Ai gjithashtu nuk e kupton që forca e gravitetit zvogëlohet në përpjesëtim me katrorin e distancës midis masave ndërvepruese në një vlerë infiniteminale. Alushin shkruan: "Forca gravitacionale e çdo trupi shtrihet në distanca pafundësisht të largëta dhe çdo objekt material është absolutisht i përshkueshëm nga kjo forcë". Kjo është marrëzi! Pra, ne duhet ta hedhim poshtë këtë hipotezues dhe të mos marrim parasysh të gjitha spekulimet e tij verbale.

Vadim Berezhnoy 18.07.2016 20:28 Raportoni shkelje

Alyushin nuk është perfekt, por ai ka një lloj radio-talkie. Por unë nuk i pranoj matematikanët dhe fizikantët Ajnshtajni dhe të tjerët. Nikon Tesla ia doli pa matematikë më të lartë, por megjithatë mori rezultate.
Ekziston edhe V. A. Atsyukovsky në internet: "Hipoteza eterike-dinamike e gravitetit dhe zgjerimit të Tokës".

Bogokhulov 19.07.2016 00:03 Raportoni shkelje

Unë e kam të gjithë Atsyukovsky të regjistruar në disk. Nikola Tesla është një eksperimentues i shkëlqyer. Ai ka një kuptim jashtëzakonisht të thellë të natyrës fizike të energjisë elektrike. I gjithë qytetërimi teknik modern mori një shtysë revolucionare falë veprave dhe shpikjeve të Nikola Tesla. Ajnshtajni është një fizikan teorik dhe teoricienët janë një mijë herë më të mirë në zgjidhjen e problemeve ekuacionet diferenciale sesa njerëzit e zakonshëm që nuk rriten me ta gjatë viteve të tyre studentore. Kemi shumë pak mësues të zgjuar. Mendja e një të riu nuk është një enë që duhet mbushur, por një pishtar që duhet ndezur. Por pishtarë të tillë që krijojnë gjeni janë të paktë. Dhe ky është paradoksi i miliarderëve: ata rrëmbejnë shpejt mendjet shkencore të njerëzve të tjerë, por nuk duan të kultivojnë të tyren. Për çfarë nëse mund ta blini?

Vadim Berezhnoy 19.07.2016 06:24 Raportoni shkelje

I dashur Vadim!
Me sa di unë, thjerrëzat gravitacionale të krijuara nga materia e errët janë të lidhura në mënyrë gravitacionale (pasi tërhiqen reciprokisht) me galaktikat dhe materien normale të dukshme.
Kjo do të thotë, në të vërtetë, jo vetëm galaktikat e dukshme po shpërndahen - dhe (ka shumë të ngjarë) materia e errët është e ndërlidhur me to.
Kjo do të thotë, i gjithë Universi zgjerohet pas Big Bengut.
Dhe valët gravitacionale të zbuluara nga shkencëtarët janë valë të vetë strukturës së hapësirës-kohës të Universit tonë.
Kjo është, larg nga masat fizike të rënda objekte materiale dhe koha mund të rrjedhë, të shkojë dhe vetë struktura e saj mund të shqetësohet.
Koha e Universit tonë lindi së bashku me Universin dhe është e natyrshme vetëm për të, e përfshirë brenda tij.
Dhe në pjesë të ndryshme, vendet e Universit (dhe madje edhe në objektet që lëvizin me shpejtësi dhe nxitime të ndryshme dhe forca të ndryshme fushat gravitacionale) koha nuk rrjedh në të njëjtën mënyrë, domethënë, krijuesi i STR dhe GTR A. Ajnshtajni në përgjithësi ka të drejtë në formulimet matematikore të gjithë kësaj.
Në universe të tjera, botëve paralele kohët tuaja.

Alina Chernikova 19.07.2016 17:41 Raportoni shkelje

Ke te drejte, Alina!
I gjithë Universi ynë është një dhe materia e errët fluturon larg në lidhje me materien e zakonshme.
Natyrisht, materia e errët shpërndahet në mënyrë shumë të pabarabartë në Univers dhe ndërvepron në mënyrë gravitacionale me materien e dukshme.
Por energjia e errët shpërndahet shumë më në mënyrë të barabartë, dhe është falë vetive misterioze anti-graviteti që Universi ynë po zgjerohet me një ritëm të përshpejtuar.

Alena Korgambaeva 19.07.2016 18:41 Raportoni shkelje

Faleminderit, të nderuar zotërinj, për komentet tuaja dhe për interesimin tuaj për temën e ngritur. Unë nuk jam ekspert i këtyre çështjeve, por jam përpjekur të paraqes atë që kam kuptuar vetë nga leximi i letërsisë popullore. Pa trajnim serioz matematikor, pa operuar me fakte pas njohjes me to në të njohura revista shkencore nuk na lejohet të thellohemi plotësisht në temë.

Vadim Berezhnoy 2016/07/20 06:27 Raportoni shkelje

Faleminderit, Vadim!
Dhe për klon-trollin tim militant-anti-besim, perëndi-luftëtar, i cili pëlqen të jetë i vrazhdë me shumë autorë dhe bashkëbisedues të panjohur për të - që pëlqen të pështyjë më me kënaqësi në shpirtrat e besimtarëve dhe njerëzve që thjesht pranojnë ekzistencën e Zotit, Unë do t'i përgjigjem atij:
Ndoshta do ta kuptoni nëse shkoni në drejtimin e duhur.
Por deri tani është vënë re vetëm përparimi juaj amator drejt gënjeshtrës, drejt shakave të alushinëve të ndryshëm.
Alushin shkruan (citon Vadimin e respektuar): "Mungesa, megjithë kërkimet aktive, të gjurmëve të ekzistencës së një fushe gravitacionale...", gjë që sugjeron se ai nuk e kupton thelbin e një forme të tillë të materies si fushë.

Mendimi im i sinqertë i përulur:
Dhe ka një fushë gravitacionale dhe gjurmët e saj janë zbuluar në mënyrë objektive, të paktën të njëjtat valë gravitacionale.
Dhe valët gravitacionale dhe shenja të tjera të dukshme të fushës gravitacionale.
Unë mendoj se Alushin e ka gabim, dhe jo vetëm në këtë drejtim, por Vadimi dhe zonjat kanë të drejtë.
Faleminderit, i dashur Vadim, Alina, Alena dhe Tatyana! :)

Mbyll kodinTrego rezultatinFshih rezultatin

Misteret e materies së errët
(Misteri i materies së errët)

me qira nga: 01.01.2012

Misteret e materies së errët
(Misteri i materies së errët)

me qira nga: 01.01.2012

Të gjithëve na mësuan në shkollë se universi është i përbërë nga atome. Në fakt, atomet përbëjnë vetëm 5% të materies në univers, pjesa tjetër është ende një mister për ne. Ka diçka tjetër në hapësirë, një realitet tjetër që sapo kemi filluar ta zbulojmë. Ne e dimë se këto nuk janë atome, por nuk e dimë se çfarë janë ato. Pse janë të bindur astrofizikanët për ekzistencën e kësaj materie misterioze të padukshme? Sepse pa lëndën e errët, galaktikat nuk do të rrotulloheshin - nuk do të kishte forca të mjaftueshme gravitacionale për t'i bërë yjet e galaktikave të rrotullohen me shpejtësinë me të cilën rrotullohen sot. Ka disa anomali në sjelljen dhe lëvizjen e galaktikave për t'i kuptuar ato, shkencëtarët supozojnë ekzistencën e materies së padukshme të përfshirë në lëvizjen e galaktikave.