Hangisi önce geldi: yumurta mı tavuk mu? Dünyanın her yerindeki bilim adamları, bir düzineden fazla bir süredir bu basit soruyla mücadele ediyorlar. Evrenin yaratılışı sırasında, en başında ne olduğuna dair benzer bir soru ortaya çıkıyor. Ve bu yaratılış mıydı yoksa evrenler döngüsel mi yoksa sonsuz mu? Uzayda siyah madde nedir ve beyazdan farkı nedir? Çeşitli din türlerini bir kenara bırakarak bu soruların cevaplarına bilimsel bir bakış açısıyla yaklaşmaya çalışalım. Geçtiğimiz birkaç yılda bilim adamları inanılmaz şeyler başardılar. Muhtemelen, tarihte ilk kez, teorik fizikçilerin hesaplamaları, deneysel fizikçilerin hesaplamaları ile hemfikirdi. Yıllar boyunca bilim camiasına birkaç farklı teori sunuldu. Aşağı yukarı doğru, ampirik, bazen yarı bilimsel olarak, ancak teorik olarak hesaplanan veriler yine de deneylerle, hatta bazıları bir düzineden fazla bir gecikmeyle (örneğin Higgs bozonu) doğrulandı.
Karanlık madde - siyah enerji
Bu tür birçok teori var, örneğin: Sicim teorisi, Big Bang teorisi, Döngüsel Evrenler teorisi, Paralel Evrenler teorisi, Modifiye Newton Dinamiği (MOND), F.Hoyle'un durağan Evren teorisi ve diğerleri. Bununla birlikte, şu anda sürekli genişleyen ve gelişen bir Evren teorisi genel kabul görmüş olarak kabul edilmektedir ve bu teorinin tezleri Büyük Patlama kavramı çerçevesine çok iyi uymaktadır. Aynı zamanda, yarı ampirik olarak (yani deneysel olarak, ancak büyük toleranslarla ve mikro dünyanın yapısının mevcut modern teorilerine dayanarak), bildiğimiz tüm mikro partiküllerin Evrenin tüm bileşiminin toplam hacminin yalnızca% 4.02'sini oluşturduğu verileri elde edildi. Bu sözde "baryonik kokteyl" veya baryonik maddedir. Bununla birlikte, Evrenimizin ana kısmı (% 95'ten fazla), farklı bir plana, farklı bir bileşime ve özelliklere sahip maddelerdir. Bu sözde siyah madde ve siyah enerjidir. Farklı davranırlar: çeşitli reaksiyon türlerine farklı tepkiler verirler, mevcut teknik araçlarla sabitlenmezler, daha önce çalışılmamış özellikleri gösterirler. Bundan yola çıkarak, bu maddelerin diğer fizik kanunlarına (Newtoncu olmayan fizik, Öklid dışı geometrinin sözlü bir analoğu) uydukları veya bilim ve teknolojideki gelişme seviyemizin sadece oluşumunun ilk aşamasında olduğu sonucuna varabiliriz.
Baryon nedir?
Akıma göreKuvvetli etkileşimlerin kuark-gluon modeli, yalnızca on altı temel parçacık vardır (ve Higgs bozonunun son keşfi bunu doğrular): altı tür (tat) kuark, sekiz gluon ve iki bozon. Baryonlar, güçlü etkileşimlere sahip ağır temel parçacıklardır. Bunların en ünlüsü kuarklar, bir proton ve bir nötrondur. Sırtları, kütleleri, "renkleri" ve "büyülenme", "tuhaflık" sayıları farklı olan bu tür maddelerin aileleri, tam da baryonik madde dediğimiz şeyin yapı taşlarıdır. Evrenin toplam bileşiminin% 21,8'ini oluşturan siyah (karanlık) madde, elektromanyetik radyasyon yaymayan ve onunla hiçbir şekilde reaksiyona girmeyen diğer parçacıklardan oluşur. Bu nedenle, doğrudan gözlem için, en azından ve hatta daha fazlası, bu tür maddelerin kaydı için, önce fiziğini anlamak ve uydukları yasalar üzerinde mutabık kalmak gerekir. Birçok modern bilim adamı şu anda bu konuyla farklı ülkelerdeki araştırma enstitülerinde uğraşmaktadır.
En olası seçenek
Hangi maddeler olarak kabul edilirmümkün? Başlangıç olarak, yalnızca iki olası seçenek olduğu unutulmamalıdır. Genel görelilik ve özel görelilik (genel ve özel görelilik) göre, bu maddenin bileşimi hem baryonik hem de baryonik olmayan karanlık madde (siyah) olabilir. Big Bang'in ana teorisine göre, var olan herhangi bir madde baryon şeklinde temsil edilir. Bu tez son derece yüksek doğrulukla kanıtlanmıştır. Şu anda, bilim adamları, tekillik bozulmasından bir dakika sonra, yani maddenin süper yoğun halinin patlamasından sonra, vücut kütlesi sonsuzluğa ve vücut boyutları sıfıra eğilimli olarak, oluşan parçacıkları nasıl düzelteceklerini öğrendiler. Baryonik parçacıklı senaryo en olasıdır, çünkü bunlardan Evrenimiz oluşur ve onlar aracılığıyla genişlemeye devam eder. Kara madde, bu varsayıma göre, genel olarak Newton fiziği tarafından kabul edilen, ancak bazı nedenlerden dolayı elektromanyetik bir şekilde zayıf bir şekilde etkileşen ana parçacıklardan oluşur. Bu yüzden dedektörler onları tespit etmez.
Her şey o kadar pürüzsüz değil
Bu senaryo pek çok bilim insanına uyuyor, ancakhala cevaplardan daha fazla soru var. Hem siyah hem de beyaz madde yalnızca baryonlarla temsil ediliyorsa, birincil nükleosentezin bir sonucu olarak, ağır olanların yüzdesi olarak hafif baryonların konsantrasyonu, Evrenin orijinal astronomik nesnelerinde farklı olmalıdır. Ve galaksimizde, Samanyolu'nun halesinin kütlesini dengelemek için kara delikler veya nötron yıldızları gibi yeterli sayıda büyük yerçekimi nesnesinin dengede olduğu deneysel olarak ortaya konmamıştır. Bununla birlikte, aynı nötron yıldızları, karanlık galaktik haleler, kara delikler, beyaz, siyah ve kahverengi cüceler (yaşam döngülerinin farklı aşamalarındaki yıldızlar) büyük olasılıkla karanlık maddeyi oluşturan karanlık maddenin bir parçasıdır. Kara enerji, preon, kuark ve Q yıldızları gibi tahmin edilen varsayımsal nesneler de dahil olmak üzere onların dolgularını da tamamlayabilir.
Baryonik olmayan adaylar
İkinci senaryo, baryonik olmayan birBaşlangıç. Burada, birkaç parçacık türü aday olarak hareket edebilir. Örneğin, varlığı bilim adamları tarafından zaten kanıtlanmış olan hafif nötrinolar. Bununla birlikte, kütleleri, bir eV'nin (elektron-volt) yüzde biri ila on binde biri mertebesinde, gerekli kritik yoğunluğun elde edilememesi nedeniyle pratik olarak onları olası parçacıklardan hariç tutar. Ancak ağır leptonlarla eşleştirilmiş ağır nötrinolar, normal koşullar altında pratik olarak zayıf etkileşimlerde kendilerini göstermezler. Bu tür nötrinolara steril denir; bir eV'nin onda birine kadar olan maksimum kütleleriyle, karanlık madde parçacıkları için daha uygun adaylar olma olasılıkları daha yüksektir. Kuantum renk dinamiği ve standart modeldeki sorunları çözmek için eksenler ve kozmonlar yapay olarak fiziksel denklemlere dahil edilmiştir. Başka bir kararlı süpersimetrik parçacık (SUSY-LSP) ile birlikte, elektromanyetik ve güçlü etkileşimlerde yer almadıkları için aday olabilirler. Ancak, nötrinolardan farklı olarak, hala varsayımsaldırlar, varlıklarının hala kanıtlanması gerekir.
kara madde teorisi
Evrendeki kütle eksikliği buna neden olurBazıları oldukça tutarlı olan farklı teorilerin hesabı. Örneğin, sıradan yerçekiminin sarmal gökadalardaki yıldızların garip ve aşırı hızlı dönüşünü açıklayamayacağı teorisi. Bu tür hızlarda, henüz kayıt altına alınması mümkün olmayan bir tutma kuvveti olmasa bile, sınırlarının dışına uçarlardı. Diğer teori tezleri, WIMP'leri (temel alt parçacıkların kütlesel elektro-zayıf etkileşimli ortak parçacıkları, süpersimetrik ve süper ağır - yani ideal adaylar) elde etmenin imkansızlığını, bizimkinden farklı olan n-boyutunda yaşadıkları için karasal koşullarda açıklar. -boyutlu. Kaluza-Klein teorisine göre, bu tür ölçümler bizim için mevcut değildir.
Değişken yıldızlar
Başka bir teori, değişken yıldızların vesiyah madde birbirleriyle etkileşime girer. Böyle bir yıldızın parlaklığı, yalnızca içinde meydana gelen metafiziksel süreçler (titreşim, kromosferik aktivite, çıkıntıların fırlatılması, ikili yıldız sistemlerinde taşma ve tutulmalar, süpernova patlaması) nedeniyle değil, aynı zamanda karanlık maddenin anormal özelliklerinden dolayı da değişebilir.
ÇÖZGÜ motoru
Bir teoriye göre, karanlık maddevarsayımsal bir WARP teknolojisi (WARP Motoru) üzerinde çalışan uzay aracının alt uzay motorları için yakıt olarak kullanılır. Potansiyel olarak, bu tür motorlar, geminin ışık hızını aşan hızlarda hareket etmesine izin verir. Teoride, geminin önündeki ve arkasındaki uzayı bükebilir ve bir elektromanyetik dalganın boşlukta hızlanmasından bile daha hızlı hareket edebilirler. Geminin kendisi yerel olarak hızlanmaz - sadece önündeki uzamsal alan bükülür. Star Trek destanı gibi birçok bilim kurgu hikayesi bu teknolojiyi kullanır.
Karasal koşullarda gelişme
Karanlık madde üretme ve elde etme girişimleriyeryüzünde hala başarıya yol açmadı. Şu anda, Higgs bozonunun tam olarak ilk kaydedildiği LHC'de (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı) ve ayrıca, temel parçacıkların kararlı, ancak elektromanyetik olarak zayıf etkileşimli ortaklarını arayan lineer çarpıştırıcılar da dahil olmak üzere daha az güçlü olan diğer deneyler yürütülmektedir. . Bununla birlikte, ne photino, ne gravitino, ne higshino, ne sneutrino (nötralino) hem de diğer WIMP'ler (WIMP'ler) henüz elde edilmemiştir. Bilim adamlarının ön muhafazakar tahminlerine göre, karasal koşullarda bir miligram karanlık madde elde etmek için, Amerika Birleşik Devletleri'nde yıl boyunca tüketilen enerjinin eşdeğeri gereklidir.
