Jambo la giza. Matatizo sita ya kikosmolojia
Misogeo ya vitu kwenye mizani ya ulimwengu inatii nadharia nzuri ya zamani ya Newton. Walakini, ugunduzi wa Fritz Zwicky katika miaka ya 30 na uchunguzi mwingi uliofuata wa galaksi za mbali ambazo huzunguka kwa kasi zaidi kuliko uzito wao dhahiri ungeonyesha, uliwafanya wanaastronomia na wanafizikia kuhesabu wingi wa vitu vya giza, ambavyo haziwezi kubainishwa moja kwa moja katika safu yoyote inayopatikana ya uchunguzi. . kwa zana zetu. Muswada huo uligeuka kuwa wa juu sana - sasa inakadiriwa kuwa karibu 27% ya wingi wa ulimwengu ni jambo la giza. Hii ni zaidi ya mara tano zaidi ya jambo "kawaida" linalopatikana kwa uchunguzi wetu.
Kwa bahati mbaya, chembe za msingi hazionekani kutabiri uwepo wa chembe ambazo zingeunda misa hii ya fumbo. Hadi sasa, hatujaweza kuzigundua au kutoa miale yenye nishati ya juu katika vichapuzi vinavyogongana. Tumaini la mwisho la wanasayansi lilikuwa ugunduzi wa neutrinos "zasa", ambazo zinaweza kuunda jambo la giza. Hata hivyo, hadi sasa majaribio ya kuwagundua pia hayajafaulu.
nishati ya giza
Kwa kuwa iligunduliwa katika miaka ya 90 kwamba upanuzi wa ulimwengu sio mara kwa mara, lakini kuongeza kasi, nyongeza nyingine ya mahesabu ilihitajika, wakati huu na nishati katika ulimwengu. Ilibadilika kuwa kuelezea kuongeza kasi hii, nishati ya ziada (yaani raia, kwa sababu kulingana na nadharia maalum ya uhusiano wao ni sawa) - i.e. nishati ya giza - inapaswa kuunda karibu 68% ya ulimwengu.
Hiyo ingemaanisha kwamba zaidi ya theluthi mbili ya ulimwengu imeundwa na... mungu anajua nini! Kwa sababu, kama ilivyo kwa mada ya giza, hatujaweza kukamata au kuchunguza asili yake. Wengine wanaamini kuwa hii ni nishati ya utupu, nishati sawa ambayo chembe "bila chochote" huonekana kama matokeo ya athari za quantum. Wengine wanapendekeza kuwa ni "quintessence", nguvu ya tano ya asili.
Pia kuna dhana kwamba kanuni ya cosmolojia haifanyi kazi hata kidogo, Ulimwengu hauna homogeneous, una msongamano tofauti katika maeneo tofauti, na mabadiliko haya yanaunda udanganyifu wa kuongeza kasi ya upanuzi. Katika toleo hili, shida ya nishati ya giza itakuwa udanganyifu tu.
Einstein alianzisha katika nadharia zake - na kisha akaondoa - wazo hilo mara kwa mara cosmologicalkuhusishwa na nishati ya giza. Wazo hilo liliendelezwa na wananadharia wa quantum mechanics ambao walijaribu kuchukua nafasi ya dhana ya uthabiti wa ulimwengu. nishati ya uwanja wa utupu wa quantum. Walakini, nadharia hii ilitoa 10120 nishati zaidi kuliko inavyohitajika kupanua ulimwengu kwa kasi tunayojua...
mfumko wa bei
Nadharia mfumuko wa bei wa nafasi inaelezea mengi kwa kuridhisha, lakini huanzisha shida ndogo (vizuri, si kwa kila mtu mdogo) - inaonyesha kuwa katika kipindi cha mwanzo cha kuwepo kwake, kiwango cha upanuzi wake kilikuwa kasi zaidi kuliko kasi ya mwanga. Hii inaweza kuelezea muundo unaoonekana wa sasa wa vitu vya nafasi, joto lao, nishati, nk. Jambo, hata hivyo, ni kwamba hakuna athari za tukio hili la kale zimepatikana hadi sasa.
Watafiti katika Chuo cha Imperial London, London na Vyuo Vikuu vya Helsinki na Copenhagen walielezea mwaka wa 2014 katika Barua za Mapitio ya Kimwili jinsi mvuto ulitoa uthabiti unaohitajika kwa ulimwengu kupata mfumuko mkali wa bei mapema katika maendeleo yake. Timu ilichambua mwingiliano kati ya chembe za Higgs na mvuto. Wanasayansi wameonyesha kuwa hata mwingiliano mdogo wa aina hii unaweza kuleta utulivu wa ulimwengu na kuuokoa kutoka kwa janga.
Grafu ya kasi ya mzunguko wa galaksi ya ond M33
"Mfano wa kawaida wa fizikia ya chembe ya msingi, ambayo wanasayansi hutumia kuelezea asili ya chembe za msingi na mwingiliano wao, bado haujajibu swali la kwa nini Ulimwengu haukuanguka mara tu baada ya Mlipuko Kubwa," profesa huyo alisema. Artu Rajanti kutoka Idara ya Fizikia ya Chuo cha Imperial. "Katika utafiti wetu, tuliangazia kigezo kisichojulikana cha Modeli ya Kawaida, ambayo ni, mwingiliano kati ya chembe za Higgs na mvuto. Kigezo hiki hakiwezi kupimwa katika majaribio ya kuongeza kasi ya chembe, lakini ina ushawishi mkubwa juu ya kutokuwa na utulivu wa chembe za Higgs wakati wa awamu ya mfumuko wa bei. Hata thamani ndogo ya paramu hii inatosha kuelezea kiwango cha kuishi.
Wavu wa mada nyeusi iliyoangaziwa na quasar
Wasomi wengine wanaamini kwamba mfumuko wa bei, mara tu unapoanza, ni vigumu kuacha. Wanahitimisha kwamba matokeo yake yalikuwa kuumbwa kwa ulimwengu mpya, uliotenganishwa kimwili na wetu. Na mchakato huu utaendelea hadi leo. Aina mbalimbali bado zinaibua ulimwengu mpya kwa kasi ya mfumuko wa bei.
Kurudi kwa kasi ya mara kwa mara ya kanuni ya mwanga, baadhi ya wanadharia wa mfumuko wa bei wanapendekeza kwamba kasi ya mwanga ni, ndiyo, kikomo kali, lakini sio mara kwa mara. Katika zama za mwanzo ilikuwa ya juu, kuruhusu mfumuko wa bei. Sasa inaendelea kuanguka, lakini polepole sana kwamba hatuwezi kuiona.
Kuchanganya Mwingiliano
Usawa wa sasa wa jambo la kawaida, jambo la giza na nishati ya giza
Mfano wa Kawaida, wakati unaunganisha aina tatu za nguvu za asili, hauunganishi mwingiliano dhaifu na wenye nguvu kwa kuridhika kwa wanasayansi wote. Mvuto unasimama kando na bado hauwezi kujumuishwa katika muundo wa jumla na ulimwengu wa chembe za msingi. Jaribio lolote la kupatanisha mvuto na mechanics ya quantum huleta ukomo mwingi katika hesabu hivi kwamba milinganyo hupoteza thamani yake.
nadharia ya quantum ya mvuto inahitaji mapumziko katika uhusiano kati ya molekuli ya mvuto na wingi wa inertial, unaojulikana kutoka kwa kanuni ya usawa (angalia makala: "Kanuni Sita za Ulimwengu"). Ukiukaji wa kanuni hii unadhoofisha ujenzi wa fizikia ya kisasa. Kwa hiyo, nadharia hiyo, ambayo inafungua njia ya nadharia ya ndoto kuhusu kila kitu, inaweza pia kuharibu fizikia inayojulikana hadi sasa.
Ingawa mvuto ni dhaifu sana kuweza kuonekana kwenye mizani ndogo ya mwingiliano wa quantum, kuna mahali ambapo inakuwa na nguvu ya kutosha kuleta mabadiliko katika mechanics ya matukio ya quantum. Hii mashimo meusi. Walakini, matukio yanayotokea ndani na nje yao bado hayajasomwa na kusomwa kidogo.
Kuanzisha ulimwengu
Muundo wa Kawaida hauwezi kutabiri ukubwa wa nguvu na wingi zinazotokea katika ulimwengu wa chembe. Tunajifunza kuhusu kiasi hiki kwa kupima na kuongeza data kwenye nadharia. Wanasayansi wanagundua kila wakati kuwa tofauti ndogo katika viwango vilivyopimwa inatosha kufanya ulimwengu uonekane tofauti kabisa.
Kwa mfano, ina misa ndogo zaidi inayohitajika kuunga mkono jambo thabiti la kila kitu tunachojua. Kiasi cha vitu vya giza na nishati husawazishwa kwa uangalifu kuunda galaksi.
Shida moja ya kushangaza zaidi ya kurekebisha vigezo vya ulimwengu ni faida ya maada juu ya antimatterambayo inaruhusu kila kitu kuwepo kwa utulivu. Kulingana na Muundo wa Kawaida, kiasi sawa cha maada na antimatter kinapaswa kuzalishwa. Bila shaka, kwa mtazamo wetu, ni vizuri kwamba maada ina faida, kwa kuwa kiasi sawa kinamaanisha kutokuwa na utulivu wa Ulimwengu, unaotikiswa na milipuko ya vurugu ya maangamizi ya aina zote mbili za suala.
Taswira ya anuwai na ulimwengu unaopanuka na kuambukizwa
Tatizo la kipimo
uamuzi mwelekeo vitu vya quantum inamaanisha kuporomoka kwa utendaji wa wimbi, yaani "mabadiliko" ya hali yao kutoka mbili (paka Schrödinger katika hali isiyojulikana ya "hai au mfu") hadi moja (tunajua kilichotokea kwa paka).
Moja ya hypotheses ya ujasiri kuhusiana na tatizo la kipimo ni dhana ya "ulimwengu nyingi" - uwezekano ambao tunachagua wakati wa kupima. Walimwengu wanajitenga kila wakati. Kwa hiyo, tuna ulimwengu ambao tunaangalia ndani ya sanduku na paka, na ulimwengu ambao hatutazami ndani ya sanduku na paka ... Katika kwanza - dunia ambayo paka huishi, au moja. ambamo haishi, n.k. d.
aliamini kwamba kuna kitu kilikuwa kibaya sana kwa mechanics ya quantum, na maoni yake hayakupaswa kuchukuliwa kirahisi.
Mwingiliano kuu nne
