Apa yang terjadi hitam? Teori materi gelap

Mana yang lebih dulu: ayam atau telur? Pada sederhana pertanyaan ilmuwan di seluruh dunia berjuang selama beberapa dekade. Sebuah pertanyaan serupa muncul adalah apa yang ada di awal, pada saat penciptaan alam semesta. Dan jika itu, bahwa penciptaan, atau alam semesta siklik atau tak berujung? Apa materi gelap dalam ruang dan bagaimana hal itu berbeda dari putih? Pemotongan melalui berbagai jenis agama, cobalah datang ke jawaban atas pertanyaan-pertanyaan dari sudut pandang ilmiah. Selama beberapa tahun terakhir, para ilmuwan mampu membuat yang luar biasa. Mungkin pertama kalinya dalam sejarah perhitungan fisikawan teoritis setuju dengan perhitungan fisikawan eksperimental. Ilmiah masyarakat sejumlah berbeda teori telah disajikan selama bertahun-tahun. Lebih atau kurang akurat, secara empiris, kadang-kadang quasi-ilmiah, tetapi perkiraan teoritis masih dikonfirmasi oleh percobaan, beberapa bahkan dengan penundaan lebih dari satu dekade (Higgs boson, misalnya).

materi gelap - energi gelap

teori seperti banyak, seperti teori string, teori Big Bang (Big Bang), teori alam semesta siklik, teori alam semesta paralel, dimodifikasi dinamika Newton (Mond), teori alam semesta yang stasioner Hoyle dan lain-lain. Saat ini, bagaimanapun, teori yang berlaku umum terus berkembang dan berkembang semesta, tesis yang baik dalam kerangka konsep Big Bang. Jadi kvaziempiricheski (t. E. Secara empiris, tetapi dengan toleransi yang besar dan berdasarkan teori-teori modern yang ada struktur mikrokosmos), data diperoleh bahwa semua mikropartikel dikenal terdiri hanya 4,02% dari total volume seluruh struktur alam semesta. Ini disebut "baryon cocktail", atau zat baryon. Namun, sebagian besar alam semesta kita (lebih dari 95%) - zat yang rencana, berbeda komposisi dan sifat. Ini disebut-materi gelap dan energi gelap. Mereka berperilaku berbeda: cara yang berbeda untuk menanggapi berbagai macam reaksi tidak tetap dengan yang ada sarana teknis untuk menunjukkan sifat yang sebelumnya tidak dipelajari. Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa setiap zat ini tunduk pada hukum yang berbeda fisika (fisika non-Newtonian, analog verbal non-Euclidean geometri), atau tingkat kami ilmu pengetahuan dan teknologi masih pada tahap awal pembentukannya.

Apa itu baryon?

Menurut yang ada pada saat model quark-gluon interaksi yang kuat dari partikel elementer hanya enam belas (dan penemuan terbaru dari Higgs boson dikonfirmasi): enam jenis (fleyvorov) quark, gluon dan dua delapan boson. Baryon - partikel elementer berat interaksi yang kuat. Yang paling terkenal dari mereka - itu adalah quark, proton dan neutron. Keluarga dari zat yang berbeda di belakang, massa "warna" mereka, dan jumlah "pesona", "aneh", hanya blok bangunan apa yang kita sebut zat baryon. Hitam (gelap) materi, adalah 21,8% dari total komposisi alam semesta terdiri dari partikel-partikel lain tidak memancarkan radiasi elektromagnetik dan tidak bereaksi dengan itu. Oleh karena itu, untuk pengamatan langsung minimal, dan hanya lebih untuk pendaftaran zat-zat tersebut harus mulai memahami fisika mereka dan menyelaraskan hukum yang mereka tunduk. Banyak ilmuwan modern saat ini terlibat dalam bisnis ini di lembaga penelitian dari berbagai negara.

Pilihan yang paling mungkin

zat apa yang dianggap mungkin? Untuk memulai, perlu dicatat bahwa hanya ada dua pilihan. Menurut GR dan SRT (Umum dan Relativitas Khusus), komposisi zat dapat baik materi gelap baryonik dan nonbaryonic (hitam). Menurut dasar Big Bang teori, setiap ada masalah disajikan dalam bentuk baryon. Tesis ini terbukti dengan presisi yang sangat tinggi. Saat ini, para ilmuwan telah belajar untuk menangkap partikel yang dihasilkan setelah satu menit kesenjangan singularitas, yaitu setelah ledakan negara superdense materi, berat badan, cenderung tak terhingga, dan dimensi tubuh, cenderung nol. partikel baryon skenario, kemungkinan besar, karena hanya terdiri dari mereka dan dengan mereka, terus ekspansi alam semesta kita. materi gelap, menurut hipotesis ini, terdiri dari dasar, fisika Newton konvensional partikel, tapi untuk beberapa alasan, lemah berinteraksi elektromagnetik. Itu sebabnya mereka tidak memperbaiki detektor.

Tidak semua begitu lancar

Ini skenario sesuai banyak ilmuwan, bagaimanapun, masih tetap lebih banyak pertanyaan daripada jawaban. Jika materi hitam dan putih diwakili hanya baryon, yang baryon konsentrasi paru-paru sebagai persentase dari berat, sehingga BBN harus berbeda dalam memulai astronomi benda alam semesta. Ya, dan tidak eksperimental ditemukan memiliki di galaksi kita dalam kesetimbangan jumlah yang memadai benda besar gravitasi, seperti lubang hitam atau bintang neutron, sendiri halo Bima Sakti kita untuk menyeimbangkan berat. Namun, bintang yang sama neutron, halo galaksi gelap, hitam lubang, putih, hitam dan katai coklat (bintang dalam berbagai tahap siklus hidup mereka), kemungkinan besar, bagian dari materi gelap yang membuat materi gelap. Energi gelap juga dapat menambahnya dengan topping, termasuk dalam objek hipotetis diprediksi seperti preon, dan bintang Q-quark.

calon nonbaryonic

Kedua skenario mengasumsikan non-baryonik awal. Di sini, sebagai calon dapat membuat beberapa jenis partikel. Misalnya, neutrino ringan, keberadaan yang telah dibuktikan oleh para ilmuwan. Namun, berat badan mereka, pada urutan seperseratus satu sepuluh eV (elektron-Volt), hampir mengecualikan mereka dari partikel mungkin karena tidak terjangkaunya diperlukan densitas kritis. Tapi neutrino berat, dipasangkan lepton berat, hampir tidak menampakkan diri dalam interaksi lemah dalam kondisi normal. neutrino seperti disebut steril, mereka dengan berat maksimum mereka untuk satu eV kesepuluh kandidat lebih mungkin cocok sebagai partikel materi gelap. Axions dan kosmiony telah artifisial diperkenalkan ke dalam persamaan fisika untuk memecahkan masalah di chromodinamika kuantum dalam model standar. Bersama-sama dengan yang lain partikel supersymmetric stabil (SUSY-LSP) mereka mungkin memenuhi syarat sebagai calon, karena tidak berpartisipasi dalam interaksi elektromagnetik dan kuat. Namun, tidak seperti neutrino, mereka masih hipotetis, keberadaannya masih diperlukan untuk membuktikan.

Teori materi gelap

Kurangnya massa di alam semesta menghasilkan dalam hal ini adalah teori yang berbeda, beberapa di antaranya cukup kaya. Misalnya, teori bahwa gravitasi normal tidak dapat menjelaskan rotasi aneh dan berlebihan cepat bintang di galaksi spiral. Pada kecepatan tersebut, mereka hanya akan terbang di luar itu, jika tidak untuk kekuatan memegang tertentu, yang mendaftar belum mungkin. teori abstrak lainnya untuk menjelaskan ketidakmungkinan mendapatkan WIMP (partikel masif mitra elektroslabovzaimodeystvuyuschie SD sub-partikel, supersimetri dan ekstra-berat - yang kandidat ideal) di Bumi, sehingga mereka hidup dalam n-dimensi selain di jalan besar dari kita, tiga-dimensi. Menurut Kaluza-Klein teori, seperti pengukuran tidak tersedia bagi kita.

bintang volatil

Teori lain menjelaskan bintang bagaimana variabel dan berinteraksi materi gelap. Gloss seperti bintang dapat bervariasi tidak hanya karena proses metafisik terjadi di dalam (denyut aktivitas chromospheric rilis menonjol, meluap dan gerhana dalam sistem bintang ganda, ledakan supernova), tetapi juga karena sifat anomali materi gelap.

mesin warp

Menurut salah satu teori, materi gelap dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin subprostranstvennyh pesawat ruang angkasa operasi pada hipotetis warp teknologi (WARP Engine). Berpotensi, mesin ini memungkinkan kendaraan bergerak dengan kecepatan lebih cepat dari kecepatan cahaya. Secara teoritis, mereka mampu kurva ruang sebelum dan belakang kapal dan bergerak dalam bahkan lebih cepat dari elektromagnetik gelombang dipercepat dalam vakum. Kapal itu sendiri secara lokal tidak dipercepat - bidang tata ruang melengkung di depannya. Dalam banyak ilmu cerita fiksi menggunakan teknologi ini, misalnya dalam saga Star Trek.

Elaborasi di Bumi

Upaya untuk menghasilkan dan menerima hitam kain di tanah masih tidak menyebabkan kesuksesan. eksperimen saat ini dilakukan di LHC (Large Hadron Collider), persis di mana untuk pertama kalinya mencatat Higgs boson, serta lainnya, kurang kuat, termasuk colliders linear dalam pencarian partikel dasar yang stabil tapi lemah berinteraksi mitra elektromagnetik. Namun, tidak photino atau gravitino atau higsino atau sneutrinos (neutralino), serta WIMP lainnya (dari WIMP) tidak diperoleh. Menurut perkiraan konservatif awal ilmuwan, untuk menghasilkan satu miligram materi gelap di bumi membutuhkan setara dengan energi yang dikonsumsi di Amerika Serikat sepanjang tahun.