Kaj je snov črna? Teorija temne snovi

Kaj je bilo prvo: jajce ali piščanca? Na tem preprostem vprašanju se znanstveniki po vsem svetu že desetletja borijo. Podobno vprašanje se postavlja o tem, kaj je bilo na samem začetku, v času nastanka vesolja. In ali je bilo to ustvarjanje, ali so vesolje ciklični ali neskončni? Kaj je črna snov v prostoru in kako se razlikuje od bele snovi? Če raziščemo drugačno vrsto religije, poskusimo z znanstvenega vidika odgovoriti na ta vprašanja. V zadnjih nekaj letih so znanstveniki lahko naredili neverjetne stvari. Verjetno prvič v zgodovini so izračuni teoretičnih fizikov sovpadali z izračuni eksperimentalnih fizikov. V preteklih letih je znanstvena skupnost predstavila več različnih teorij. Bolj ali manj natančno, so empirično, včasih kvazi-znanstvenih, ampak teoretične ocene še potrdili s poskusi, nekateri celo z zamudo več kot eno desetletje (Higgsov bozon, na primer).

Temna snov - črna energija

Takšne teorije so številni, kot so teorije strun, teorijo velikega poka (Big Bang), teorijo cikličnih vesolja, teorijo vzporednih vesolij, spremenjenih Newtonove dinamike (Mond), teoriji mirujočega vesolja Hoyle in drugi. Trenutno pa je splošno sprejeta teorija se nenehno širi in razvija vesolju, teze, ki so tudi v okviru koncepta Big Bang. Tako kvaziempiricheski (t. E. Empirično, vendar na osnovi obstoječih modernih teorij strukture mikrokozmosa velike tolerance in), so bili podatki pridobljeni, da vsi znani mikrodelci obsegajo le 4,02% celotnega volumna celotne strukture vesolja. Ta tako imenovana "BARION koktejl", ali baryonic stvar. Vendar je večina našega vesolja (nad 95%) - snov, ki načrtujejo, drugačno sestavo in lastnosti. To je tako imenovana črna snov in črna energija. Se obnašajo drugače: drugačen način, da se odzove na različne vrste reakcij ne določi obstoječih tehničnih sredstev, da kažejo lastnosti niso obravnavali. Iz tega lahko sklepamo, da so vse te snovi veljajo drugačni zakoni fizike (non-Newtonovo fiziko, besedni analog niso evklidske geometrije), ali našo raven znanosti in tehnologije, je še vedno v začetni fazi njenega nastajanja.

Kaj so barioni?

Glede na obstoječe v trenutku modela kvark-Gluon močnih interakcij osnovnih delcev le šestnajst (in nedavno odkritje Higgsovega bozona je potrjeno): šest vrst (fleyvorov) kvarkov, gluoni in dva osem bozon. Barioni so težki elementarni delci z močnimi interakcijami. Najbolj znan med njimi - je kvarki, protoni in nevtroni. Družina snovi, ki se razlikujejo v hrbtu, mas svojo "barvo", in število "začarana", "čudno", so le gradniki, kar imenujemo baryonic važno. Črna (temno) glede na to, je 21,8% celotnega sestavka vesolja sestavlja drugi delci ne tvorijo elektromagnetnega sevanja in ne reagira z njim. Zato je za neposredno opazovanje na minimum, in le bolj za registracijo teh snovi, morajo začeti razumeti njihovo fizike in usklajevanje zakonov, ki veljajo zanje. Mnogi sodobni znanstveniki trenutno ukvarjajo s tem poslu v raziskovalnih inštitutov iz različnih držav.

Najverjetnejša možnost

Katere snovi se štejejo za več? Za začetek je treba opozoriti, da obstajajo le dve možnosti. Po GR in SRT (splošna in posebna relativnost), sestava snovi lahko tako baryonic in nonbaryonic temna snov (črna). Glede na osnovno teorijo Velikega praga je vsaka obstoječa stvar predstavljena v obliki barionov. Ta teza se izkaže z izredno visoko natančnostjo. Trenutno so znanstveniki ugotovili, da zajame delcev nastalih po minut reže singularnosti, t.j. po eksploziji superdense agregatnega stanja, telesne mase, ki se nagiba v neskončnost, in velikost telesa, ki se nagiba na nič. Najbolj verjeten je scenarij z baringjskimi delci, saj je od njih naša vesolja sestavljena in skozi njih se še naprej širi. Temna snov, v skladu s to hipotezo, je sestavljena iz osnovne, konvencionalne Newtonove fizike delcev, vendar iz neznanega razloga, šibko interakcijo elektromagnetno. Zato jih detektorji ne odpravijo.

Ni vse tako gladko

Ta scenarij ustreza številnim znanstvenikom, vendar še vedno obstaja več vprašanj kot odgovorov. Če je črno-bela zadeva predstavljal le barionov je barionov koncentracije pljuča kot odstotek težkih, ki izhajajo BBN mora razlikovati v začetni astronomskih teles vesolju. Ja, in ne eksperimentalno ugotovljeno, da so v naši galaksiji v ravnovesju zadostno število velikih predmetov težo, kot so črne luknje ali nevtronskih zvezd, naša Rimska halo za uravnoteženje težo. Vendar pa so iste nevtronske zvezde, temni galaktični halosi, črni luknje, bele, črna in rjavi palčki (zvezde v različnih fazah njihovega življenjskega cikla), so najverjetneje del temne snovi, ki jo sestavlja temna snov. Črna energija lahko dopolni tudi njihovo polnjenje, vključno z napovedanimi hipotetičnimi predmeti, kot so preon, kvark in Q-zvezde.

Kandidati brez barionov

Drugi scenarij pomeni začetek brez barionov. Tu je lahko več vrst delcev kot kandidatov. Na primer, svetlobni nevrini, katerih obstoj so znanstveniki že dokazali. Vendar pa njihova masa, po vrstnem redu od ene stotine do ene deset tisočete eV (elektronskih voltov), ​​praktično izključuje iz možnih delcev zaradi nedosegljivosti potrebne kritične gostote. Toda težki nevtrini, povezani s težkimi leptoni, se praktično ne manifestirajo šibke interakcije v normalnih pogojih. Takšni nevrini se imenujejo sterilni, s svojo največjo maso do ene desetine eV se bolj verjetno kvalificirajo kot kandidati za delce temne snovi. Aksije in kozmone so umetno vpeljani v fizikalne enačbe za reševanje problemov v kvantni kromodinamiki in v standardnem modelu. Skupaj z drugim stabilnim supersimetričnim delcem (SUSY-LSP) se lahko kvalificirajo kot kandidati, saj ne sodelujejo v elektromagnetnih in močnih interakcijah. Vendar pa so za razliko od nevtrinov še vedno hipotetični, njihov obstoj je še vedno treba dokazati.

Teorija črne snovi

Pomanjkanje mase v vesolju ustvarja v zvezi s tem so različne teorije, od katerih so nekateri zelo bogati. Na primer, teorija, da je običajna teža ne more razložiti čudno in preveč hitro vrtenje zvezd v spiralnih galaksij. Pri takšnih hitrostih, bi jih preprosto letel mimo njega, če ni za določeno holdinga sile, ki registracijo še ni mogoče. Druge teorije razložiti nezmožnost pridobivanja teze Reva (masivni delci elektroslabovzaimodeystvuyuschie partnerji osnovne subparticles, Susy in pretežkega - to so idealni kandidati) v zemeljskih razmerah, ker živijo v drugi kot v veliki način od naše, tridimenzionalna n-razsežnosti. Po teoriji Kaluža-Klein, te meritve niso na voljo za nas.

Spremenljive zvezde

Druga teorija opisuje, kako spremenljive zvezde in glede na to, INTERACT temno. Sijaj takšno zvezdo lahko razlikuje ne le zaradi metafizičnih procesov, ki se pojavljajo v notranjosti (pulziranje chromospheric aktivnost sproščanja pomen, s prelivom in mrk v dvojnih sistemih zvezda, eksplozija supernove), ampak tudi zato, ker so nepravilnih lastnosti temne snovi.

Motor VARP

Glede na eno od teorij se lahko temna snov uporablja kot gorivo za podsistemske motorje vesoljskih plovil, ki delajo na hipotetičnem WARP-Engine (WARP Engine). Potencialno takšni motorji omogočajo, da se ladja premika s hitrostmi, ki presegajo hitrost svetlobe. Teoretično so sposobni upogniti prostor pred in za ladjo in jo premakniti še hitreje, kot se elektromagnetni val pospeši v vakuumu. Ladja sama ni lokalno pospešena - le prostorsko polje pred njim je ukrivljeno. V mnogih fantastičnih zgodbah se ta tehnologija uporablja, na primer v sage Star Trek.

Proizvodnja v kopenskih razmerah

Poskusi, da bi ustvarjanje in sprejemanje črno krpo na terenu še vedno niso pripeljala do uspeha. Trenutno izvajajo eksperimenti na LHC (Large Hadron Collider), točno tam, kjer je prvič posneti Higgsov bozon, kot tudi druge, manj močna, vključno z linearnimi colliders v iskanju stabilen, vendar šibko reagirajo osnovnih delcev elektromagnetno partnerje. Vendar niti fotino niti gravitino higsino avdio, avdio sneutrinos (nevtralino), kot tudi druge reve (Reva) še ni prejel. Glede na predhodno previdne ocene znanstvenikov, da se ustvari en miligram temne snovi na Zemlji potrebuje ekvivalent energije, porabljene v ZDA med letom.