Mikä on musta asia? Teoria pimeää ainetta

Kumpi oli ensin: muna vai kana? Tällä yksinkertainen kysymys tutkijat ympäri maailmaa taistelevat vuosikymmeniä. Vastaava kysymys siitä, mikä oli alussa, aikaan universumin luomisen. Ja jos se oli, että luominen tai syklisiä tai loputon maailmankaikkeuksia? Mikä on pimeä aine avaruudessa ja miten se eroaa valkoista? Leikkaamalla erilaisia uskonnon, yritä tulla vastauksia näihin kysymyksiin tieteellisestä näkökulmasta. Viime vuosina tutkijat pystyivät tekemään uskomattomia. Luultavasti ensimmäinen kerta historiassa laskelmien teoreettisen fysiikan kanssa sovitut laskelmat kokeellisen fyysikkojen. Tiedeyhteisö useita eri teorioita on esitetty vuosien mittaan. Enemmän tai vähemmän tarkasti, empiirisesti, joskus lähes tieteellisen, mutta teoreettinen arvioiden olivat vielä vahvistettiin kokeilla, jotkut jopa viiveellä yli kymmenen vuotta (Higgsin bosoni, esimerkiksi).

Pimeä aine - pimeä energia

Tällaiset teoriat on monia, kuten säieteoria, teoria Big Bang (Big Bang), teoria syklisen maailmankaikkeuksia, teoria rinnakkaisia maailmankaikkeuksia, modifioitu Newtonin dynamiikka (MOND), teoria paikallaan maailmankaikkeuden Hoyle ja muut. Tällä hetkellä kuitenkin yleisesti hyväksytty teoria määrä kasvaa jatkuvasti kehittyvä maailmankaikkeus, opinnäytetöitä jotka ovat näkemisen puitteissa käsitteen alkuräjähdyksen. Näin kvaziempiricheski (t. E. empiirisesti, mutta suuret toleranssit ja perustuu olemassa oleviin moderni teorioita rakenteen mikrokosmos), tulokset saatiin, että kaikki tunnetut mikropartikkelit käsittävät vain 4,02% kokonaismäärästä koko rakenteen maailmankaikkeuden. Tämä niin sanottu "Baryoni cocktail" tai baryonisen asia. Kuitenkin suurin osa maailmankaikkeus (yli 95%) - aine, suunnittelua, erilainen koostumus ja ominaisuudet. Tämä niin sanottu pimeä aine ja pimeä energia. Ne käyttäytyvät eri: erilainen tapa vastata erilaisia reaktioita ei ole vahvistettu teknisiä keinoja näytteille ominaisuuksia ei ole tutkittu aiemmin. Tästä voimme päätellä, että mitään näistä aineista sovelletaan erilaisia fysiikan lakeja (ei Newtonin fysiikkaa, sanallinen analoginen Epäeuklidinen geometria), tai meidän tasoa tieteen ja teknologian on vielä alkuvaiheessa sen muodostumista.

Mikä on baryoneja?

Voimassa olevan tällä hetkellä on kvarkki-gluoni mallin vahvoja vuorovaikutuksia alkeishiukkasten vain kuusitoista (ja viimeaikainen Higgsin bosoni on vahvistettu): kuusi (fleyvorov) kvarkit, gluonit ja kaksi kahdeksan bosoni. Baryonit - raskas alkeishiukkasfysiikka vahva vuorovaikutus. Kuuluisin heistä - se on kvarkit, protonit ja neutronit. Perhe aineiden eroavat takana, massojen heidän "väriä", ja määrä "enchantment", "outo", ovat vain rakennuspalikoita mitä kutsumme baryonisen asia. Musta (tumma) asia, on 21,8% koko koostumuksesta maailmankaikkeus koostuu muiden hiukkasten eivät lähettää sähkömagneettista säteilyä, eikä reagoi sen kanssa. Siksi suora havainnointi ainakin, ja vain enemmän rekisteröintiä tällaisten aineiden täytyy alkaa ymmärtää niiden fysiikan ja yhdenmukaistaa lainsäädäntöä, johon ne kuuluvat. Monet nykyaikaiset tiedemiehet ovat parhaillaan mukana tässä liiketoiminnassa tutkimuslaitoksissa eri maissa.

Todennäköisin vaihtoehto

Mitä aineita katsotaan mahdollisiksi? Aluksi on syytä huomata, että on olemassa vain kaksi vaihtoehtoa. Mukaan GR ja SRT (yleiset ja erityiset suhteellisuusteoria), koostumus aine voi olla sekä baryonisen ja nonbaryonic pimeää ainetta (musta). Mukaan perus alkuräjähdysteoriaa, kaikki nykyiset asia on esitetty muodossa baryoneja. Tämä toteamus on osoittautunut erittäin suurella tarkkuudella. Tällä hetkellä, tutkijat ovat oppineet kaapata jälkeen syntyneet hiukkaset minuutin aukko singulariteetti, eli räjähdyksen jälkeen supertiiviiseen olomuotoa, kehon paino, pyrkii äärettömyyteen, ja mitat elin, pyrkii nollaan. Skenaario Baryoni hiukkasia, todennäköisesti, koska se koostuu niistä, ja niiden, jatkaa laajeneminen maailmankaikkeus. Pimeä aine, tämän hypoteesin, koostuu perus-, perinteisen newtonilainen fysiikkaa hiukkasia, mutta jostain syystä heikosti toisiinsa sähkömagneettisella vuorovaikutuksella. Siksi ne eivät korjaa ilmaisimet.

Ei kaikki niin sujuvasti

Tämä skenaario sopii monet tutkijat kuitenkin vielä enemmän kysymyksiä kuin vastauksia. Jos musta ja valkoinen aine on edustettuna vain baryoneja, pitoisuus baryoneja keuhkoihin prosentteina raskas, mikä BBN on oltava erilainen lähtöaineena tähtitieteellisten kohteiden maailmankaikkeuden. Kyllä, ja ei kokeellisesti todettu linnunradallamme tasapainossa riittävä määrä suurten esineiden painopisteen, kuten mustia reikiä tai neutroni tähdet, omassa Linnunradassamme halo painon tasapainottamiseksi. Kuitenkin sama neutronitähdet, tumma galaktinen halo, mustia aukkoja, valkoinen, musta ja ruskeita kääpiöitä (tähdet eri vaiheissa elinkaaren), todennäköisesti, osa pimeää ainetta, joka muodostaa pimeää ainetta. Musta energia voi myös täydentää täyttö, myös ennustettu hypoteettinen esineitä, kuten preon, ja Q-kvarkkitähti.

nonbaryonic ehdokkaat

Toinen Ennusteen ei baryonisen alussa. Tässä, kuten ehdokkaat voivat tehdä monenlaisia hiukkasia. Esimerkiksi valo neutriinot, joiden olemassaolo on osoittautunut tutkijat. Kuitenkin, niiden paino, luokkaa sadasosaa yhteen kymmenen eV (elektroneja V), käytännössä jättää ne mahdollista hiukkasten takia hankala tarvittavan kriittisen tiheyden. Mutta raskas neutriinoja, pariksi raskas leptonit, tuskin ilmenevät heikot vuorovaikutukset normaalioloissa. Tällaiset neutriinoja nimeltään steriili, he niiden suurin paino kymmenesosa eV todennäköisempää ehdokkaita sopii hiukkasina pimeää ainetta. Axions ja kosmiony tuotu keinotekoisesti yhtälöt fysiikan ratkaista ongelmia Kvanttikromodynamiikka standardimallissa. Yhdessä muiden vakaa SUSY hiukkanen (SUSY-LSP) he voivat saada ehdokkaaksi, koska se ei osallistu sähkömagneettista ja vahvaa vuorovaikutusta. Toisin kuin neutriinoja, ne ovat edelleen hypoteettisia, sen olemassaolo on edelleen tarpeen todistaa.

Teoria pimeää ainetta

Puute massa maailmankaikkeuden muodostaa tässä suhteessa ovat erilaisia teorioita, joista jotkut ovat varsin rikas. Esimerkiksi teoria että normaali painovoima ei voi selittää outoa ja liian nopea kierto tähtien spiraaligalakseista. Sellaisina nopeuksilla, he yksinkertaisesti lensi sen yli, jos ei tiettyä pitovoima, joka rekisteröi ei ole vielä mahdollista. Muut teoriat selittää mahdotonta saada opinnäytetöitä WIMP (massiivipartikkeleilla elektroslabovzaimodeystvuyuschie kumppanit alkeis- alihiukkasista, SUSY ja raskainta - eli ihanteellisia ehdokkaita) maanpinnan olosuhteissa, koska he elävät n-ulotteinen muut kuin isossa tavalla kuin meidän, kolmiulotteinen. Mukaan Kaluza-Klein teoria, tällaiset mittaukset eivät ole käytettävissämme.

haihtuvat tähteä

Toinen teoria kuvataan muuttuvia tähtiä ja pimeän aineen vuorovaikutuksessa. Kiilto sellainen tähti voi vaihdella ei johdu ainoastaan metafyysistä tapahtuvista prosesseista sisällä (tykytys chromospheric aktiivisuuspäästö näkyvyyttä, ylivuoto ja pimennyksen kaksoistähti järjestelmissä, supernova räjähdys), mutta myös siksi, että poikkeava ominaisuudet pimeää ainetta.

Warp moottorit

Erään teorian mukaan pimeä aine voidaan käyttää polttoaineena moottoreissa subprostranstvennyh avaruusalus toimivat hypoteettisia loimi teknologiaan (loimi Engine). Mahdollisesti nämä moottorit toimivat ajoneuvon liikkuessa nopeudella nopeammin kuin valon nopeus. Teoreettisesti ne pystyvät käyrän välilyönti aluksen perässä ja siirrä sitä sen jopa nopeammin kuin sähkömagneettinen aalto kiihdytetään tyhjiössä. Itse aluksen paikallisesti ei kiihdytä - kaarevan spatiaalinen alalla hänen edessään. Monissa science fiction tarinoita käyttää tätä tekniikkaa, esimerkiksi tarina Star Trek.

Laatimiseen maapallolla

Yrittää tuottaa ja vastaanottaa mustalla kankaalla paikan päällä on vielä eivät ole johtaneet menestykseen. Nykyisin kokeita LHC (Large Hadron Collider), juuri kun ensimmäistä kertaa kirjattu Higgsin bosoni, sekä muita, vähemmän tehokkaita, mukaan lukien lineaariset colliders etsimään vakaa, mutta heikosti vuorovaikutuksessa alkeishiukkasten sähkömagneettisella kumppaneita. Kumpikaan ei kuitenkaan fotiino eikä gravitiino higsino audio, audio sneutrinos (Neutralino), sekä muut wimps (WIMP) ei ole vielä saatu. Ennakkotietojen mukaan varovainen arvio tutkijoiden tuottamaan yksi milligramma pimeän aineen maapallolla tarvitsee vastine energiasta Yhdysvalloissa vuoden aikana.