Hvad er sort sag? Teorien om mørkt stof

Der kom først: hønen eller ægget? På dette enkle spørgsmål forskere rundt om i verden kæmper for årtier. Et lignende spørgsmål rejser sig, hvad der var i begyndelsen, på tidspunktet for skabelsen af universet. Og hvis det var, at skabelsen af, eller cykliske eller endeløse universer? Hvad er mørkt stof i rummet, og hvordan det adskiller sig fra den hvide? Skæring gennem forskellige former for religion, så prøv at komme til svarene på disse spørgsmål fra et videnskabeligt synspunkt. I løbet af de sidste par år, forskerne var i stand til at gøre utrolige. Sandsynligvis den første gang i historien for beregninger af teoretiske fysikere enige med beregningerne af eksperimentelle fysikere. Det videnskabelige samfund en række forskellige teorier er blevet præsenteret i løbet af årene. Mere eller mindre nøjagtigt, blev empirisk, undertiden kvasi-videnskabelige, men de teoretiske beregninger stadig bekræftet ved forsøg, nogle endda med en forsinkelse på mere end et årti (Higgs boson, for eksempel).

Mørkt stof - mørk energi

Sådanne teorier er mange, såsom streng teori, teorien om Big Bang (Big Bang), teorien om cykliske universer, teorien om parallelle universer, modificerede newtonske dynamik (MOND), teorien om en stationær univers Hoyle og andre. I øjeblikket er dog generelt accepteret teori er konstant voksende og udviklende univers, specialer, som er godt inden for rammerne af begrebet Big Bang. Således kvaziempiricheski (t. E. Empirisk men med store tolerancer og baseret på eksisterende moderne teorier om strukturen af mikrokosmos), blev opnået data, som alle kendte Mikropartiklerne omfatter kun 4,02% af det totale volumen af hele strukturen af universet. Denne såkaldte "baryon cocktail", eller baryonisk sagen. Men hovedparten af vores univers (over 95%) - et stof, der planlægger, forskellig sammensætning og egenskaber. Dette såkaldte mørke stof og mørk energi. De opfører sig anderledes: en anden måde at reagere på forskellige typer af reaktioner er ikke fast ved de eksisterende tekniske midler til at udstille egenskaber ikke undersøgt tidligere. Ud fra dette kan vi konkludere, at nogen af disse stoffer er underlagt forskellige fysiske love (ikke-newtonsk fysik, den verbale analog af ikke-euklidisk geometri) eller vores niveau for videnskab og teknologi er stadig i den indledende fase af dens dannelse.

Hvad er de baryoner?

Ifølge de findes på tidspunktet af kvark-gluon model af stærke vekselvirkninger af elementarpartikler kun seksten (og den nylige opdagelse af Higgs-partikel bekræftes): seks typer (fleyvorov) kvarker, gluoner og to otte boson. Baryoner - en tung elementarpartikel af den stærke vekselvirkning. Den mest berømte af dem - det er kvarkerne, protoner og neutroner. Familie af stoffer, der er forskellige i ryggen, masserne af deres "farve", og antallet af "fortryllelse", "mærkelige", er blot byggestenene i det, vi kalder baryonisk sagen. Sort (mørke) stof, er 21,8% af den totale sammensætning af universet består af andre partikler ikke udsende elektromagnetisk stråling og ikke reagerer med det. Derfor, for direkte observation på et minimum, og kun mere så for registrering af sådanne stoffer nødt til at begynde at forstå deres fysik og harmonisere lovgivningen, som de er underlagt. Mange moderne videnskabsmænd er i øjeblikket involveret i denne forretning i forskningsinstitutioner i forskellige lande.

Den mest sandsynlige løsning

Hvilke stoffer betragtes som muligt? Til at begynde, skal det bemærkes, at der kun er to muligheder. Ifølge GR og SRT (generel og specielle relativitetsteori), sammensætningen af stoffet kan være både baryonisk og nonbaryonic mørkt stof (sort). Ifølge den grundlæggende Big Bang teorien er enhver eksisterende materiale i form af baryoner. Denne erklæring er bevist med ekstrem høj nøjagtighed. Øjeblikket har forskerne lært at opfange partikler genereret efter en diminutiv spalte singularitet, dvs. efter eksplosionen superdense stoftilstand, legemsvægt, tendens til uendelig, og dimensionerne af det organ, tendens til nul. Scenario baryon partikler, mest sandsynligt, da det består af dem og ved dem, fortsætter sin ekspansion i vores univers. Mørkt stof, i henhold til denne hypotese, består af grundlæggende, traditionelle newtonske fysik af partikler, men af en eller anden grund, svagt vekselvirkende elektromagnetisk. Det er derfor, de ikke fastsætte detektorerne.

Ikke alle så glat

Dette scenario passer mange forskere, dog stadig flere spørgsmål end svar. Hvis sort og hvid substans er repræsenteret kun baryoner, kz baryoner lunger i procent af tung, hvilket resulterer BBN skal være forskellige i udgangs astronomiske objekter univers. Ja, og ikke eksperimentelt fundet at have i vores galakse i ligevægt tilstrækkeligt antal store genstande af tyngdekraften, såsom sorte huller eller neutronstjerner, vores egen Mælkevej glorie at balancere vægten. Men de samme neutronstjerner, mørk galaktiske halo, sorte huller, hvide, sorte og brune dværge (stjerner i forskellige stadier af deres livscyklus), mest sandsynligt, en del af det mørke stof, der gør op mørkt stof. Sort energi kan også supplere fyldningen, herunder i de forudsagte hypotetiske genstande såsom preon, og Q-kvarkstjerne.

nonbaryonic kandidater

Det andet scenario antager en ikke-baryonisk begyndelsen. Her, som kandidaterne kan gøre flere slags partikler. For eksempel, lyse neutrinoer, hvis eksistens er blevet bevist af videnskabsfolk. Imidlertid er deres vægt, i størrelsesordenen en hundrededel til en ti eV (elektron-Volt), praktisk talt udelukker dem fra eventuelle partikler på grund af utilgængelighed nødvendige kritiske tæthed. Men tunge neutrinoer, parrede tunge leptoner, næppe manifestere sig i svage vekselvirkninger i normale forhold. Sådanne neutrinoer kaldes steril, de med deres maksimale vægt til en tiendedel eV mere sandsynlige kandidater egnede som partikler af mørkt stof. Axions og kosmiony blevet kunstigt indført i fysikkens ligninger at løse problemer i kvantekromodynamik i standardmodellen. Sammen med et andet stabilt SUSY partikel (SUSY-LSP) de kan betegnes som en kandidat, da det ikke deltager i elektromagnetiske og stærke vekselvirkninger. Men i modsætning til neutrinoer, er de stadig hypotetiske, dens eksistens er stadig nødvendigt at bevise.

Teorien om mørkt stof

Den manglende masse i universet genererer i denne henseende er forskellige teorier, hvoraf nogle er ganske velhavende. For eksempel er den teori, at den normale tyngdekraft kan ikke forklare den mærkelige og for hurtig rotation af stjerner i spiralgalakser. Ved sådanne hastigheder, ville de simpelthen fløj ud over det, hvis ikke for en bestemt holdekraft, som registrere er endnu ikke muligt. Andre teorier til at forklare den manglende evne til at opnå afhandlinger WIMP (massive partikler elektroslabovzaimodeystvuyuschie partnere elementære delpartikler, SUSY og supertungt - dvs. ideelle kandidater) i jordbundsforhold, fordi de lever i den anden end i en stor måde fra vores, tre-dimensionelle n-dimension. Ifølge Kaluza-Klein teori, sådanne målinger er ikke til rådighed for os.

flygtige stjerner

En anden teori beskriver, hvordan variable stjerner og mørkt stof interagerer. Gloss sådan stjerne, kan variere ikke kun på grund metafysiske processer, der forekommer inde (pulsering chromospheric aktivitet frigivelse forgrunden, overløb og formørkelse i dobbeltstjerne systemer, supernova eksplosion), men også fordi de unormale egenskaber af mørkt stof.

Warp-motorer

Ifølge en teori, kan det mørke stof anvendes som brændstof til motorer subprostranstvennyh rumfartøj opererer på hypotetiske warp teknologi (WARP Engine). Potentielt disse motorer, at køretøjet kører med hastigheder hurtigere end lysets hastighed. Teoretisk er de i stand til kurve plads før og bag skibet og flytte det i det endnu hurtigere end den elektromagnetiske bølge accelereres i et vakuum. Skibet selv lokalt er ikke accelererer - en buet rumlig felt foran ham. I mange science fiction-historier bruge denne teknologi, for eksempel i sagaen om Star Trek.

Uddybning på Jorden

Forsøg på at generere og modtage en sort klæde på jorden stadig ikke har ført til succes. I øjeblikket udført eksperimenter ved LHC (Large Hadron Collider), præcis hvor der for første gang indspillede Higgs boson, såvel som andre, mindre magtfulde, herunder lineære colliders i jagten på en stabil, men svagt vekselvirkende elementarpartikler elektromagnetisk partnere. Men hverken photino eller gravitino higsino lyd, lyd sneutrinos (neutralino), såvel som andre WIMPs (WIMP) endnu ikke modtaget. Ifølge de foreløbige konservativt skøn af videnskabsmænd, at producere et milligram af mørkt stof på Jorden har brug for hvad der svarer til den energi, der forbruges i USA i løbet af året.