Hipoteza o temni snovi in energiji. Kaj je temna energija? Poglabljanje v skrivnost temne snovi in temne energije

Vesolje je sestavljeno le iz 4,9 % navadne snovi – barionske snovi, iz katere je sestavljen naš svet. Večino 74 % celotnega vesolja predstavlja skrivnostna temna energija, 26,8 % mase v vesolju pa nasprotujejo fizikalnim zakonom, težko zaznavni delci, imenovani temna snov.

Ta čuden in nenavaden koncept temne snovi je bil predlagan v poskusu razlage nepojasnjenih astronomskih pojavov. Torej o obstoju neke močne energije, tako goste in masivne - je petkrat več kot navadne materije, ki sestavlja naš svet, sestavljamo, so začeli govoriti znanstveniki po odkritju nerazumljivih pojavov v gravitaciji zvezd in nastanku zvezd. vesolje.

Od kod izvira koncept temne snovi?

Tako imajo zvezde v spiralnih galaksijah, kot je naša, precej visoko vrtilno hitrost in bi po vseh zakonih ob tako hitrem gibanju morale preprosto odleteti v medgalaktični prostor, kot pomaranče iz prevrnjenega koša, pa ne. Drži jih neka močna gravitacijska sila, ki je ne registrira ali zajame nobena od naših metod.

Znanstveniki so s študijami kozmičnega mikrovalovnega ozadja dobili še eno zanimivo potrditev obstoja neke vrste temne snovi. Pokazali so, da je bila snov po velikem poku sprva enakomerno razporejena po prostoru, vendar je bila ponekod njena gostota nekoliko večja od povprečja. Ta območja so imela močnejšo gravitacijo kot tista, ki so jih obdajala, hkrati pa so s privabljanjem snovi nase postala še gostejša in masivnejša. Celoten proces je moral biti prepočasen, da bi v samo 13,8 milijardah let (kar je starost vesolja) nastale velike galaksije, vključno z našo Rimsko cesto.

Tako ostaja domneva, da prisotnost zadostne količine temne snovi s svojo dodatno gravitacijo, ki bistveno pospeši ta proces, pospeši hitrost razvoja galaksij.

Kaj je temna snov?

Ena osrednjih idej je, da je črna snov sestavljena iz še neodkritih subatomskih delcev. Kaj so ti delci in kdo trdi za to vlogo, je veliko kandidatov.

Predpostavlja se, da imajo osnovni delci iz družine fermionov supersimetrične partnerje iz druge družine - bozone. Takšne masivne delce s šibko interakcijo imenujemo WIMP (ali preprosto WIMP). Najlažji in hkrati stabilen superpartner je neutralino. Tukaj je, potem je najverjetnejši kandidat za vlogo snovi temne snovi.

Trenutno poskusi pridobitve nevtralina ali vsaj podobnega ali povsem drugačnega delca temne snovi niso bili uspešni. Preskusi nevtralina so bili opravljeni v ultravisokoenergijskih trkih na znamenitem in splošno priznanem velikem hadronskem trkalniku. V prihodnosti bodo poskusi izvedeni z več velike energije trkov, vendar to ne zagotavlja, da bodo odkriti vsaj nekateri modeli temne snovi.

Kot pravi Matthew McCullough (iz Centra za teoretično fiziko na Tehnološkem inštitutu v Massachusettsu) – »Naš običajen svet je zapleten, ni zgrajen iz iste vrste delcev, a kaj, če je zapletena tudi temna snov?«. Po njegovi teoriji lahko hipotetično temna snov interagira sama s seboj, a hkrati ignorira običajno snov. Zato njegove prisotnosti ne moremo opaziti in nekako registrirati.

(Zemljevid kozmičnega mikrovalovnega ozadja (CMB) Wilkinsonove mikrovalovne anizotropne sonde (WMAP))

Naša galaksija Rimska cesta je sestavljena iz ogromnega sferičnega, vrtečega se oblaka temne snovi, pomešane z majhno količino navadne snovi, ki se sesede pod vplivom gravitacije. Hitreje se zgodi med poli, ne kot v ekvatorialnem območju. Kot rezultat, naša galaksija prevzame obliko sploščenega spiralnega diska zvezd in se potopi v sferoidni oblak temne snovi.

Teorije o obstoju temne snovi

Da bi razložili naravo manjkajoče mase v vesolju, so bile predstavljene različne teorije, tako ali drugače, ki govorijo o obstoju temne snovi. Tukaj je nekaj izmed njih:

Gravitacijska privlačnost navadne zaznavne snovi v vesolju ne more razložiti nenavadnega gibanja zvezd v galaksijah, kjer se v zunanjih predelih spiralnih galaksij zvezde obračajo tako hitro, da bi morale preprosto odleteti v medzvezdni prostor. Kaj jih zadržuje, če se ne da popraviti.
Obstoječa temna snov presega običajno snov vesolja za 5,5-krat in le njena dodatna gravitacija lahko pojasni neznačilna gibanja zvezd v spiralnih galaksijah.
Možni delci temne snovi WIMP (WIMP), so masivni delci s šibko interakcijo, medtem ko so supertežki supersimetrični partnerji subatomskih delcev. V teoriji obstajajo več kot tri prostorske dimenzije, ki so nam nedostopne. Težava je v tem, kako jih registrirati, ko so nam dodatne dimenzije po Kaluza-Kleinovi teoriji nedostopne.

Ali je mogoče zaznati temno snov?

Ogromne količine delcev temne snovi letijo skozi Zemljo, a ker temna snov ne interagira in če obstaja izjemno šibka, skoraj nična interakcija z navadno snovjo, v večini poskusov ni bilo doseženih pomembnih rezultatov.

Kljub temu poskušajo registrirati prisotnost temne snovi v poskusih trkov različnih atomskih jeder (silicija, ksenona, fluora, joda in drugih) v upanju, da bi videli vrnitev delca temne snovi.

V nevtrinskem astronomskem observatoriju na postaji Amundsen-Scott z zanimivim imenom IceCube potekajo raziskave za odkrivanje visokoenergijskih nevtrinov, rojenih zunaj sončnega sistema.

Tukaj, na južnem tečaju, kjer temperatura na krovu pade do -80 °C, je na globini 2,4 km pod ledom nameščena visoko natančna elektronika, ki zagotavlja neprekinjen proces spremljanja skrivnostnih procesov v vesolju, ki se dogajajo onkraj meje navadne materije. Zaenkrat so to le poskusi, da bi se približali ugibanju najglobljih skrivnosti vesolja, a nekaj uspehov je že, kot je zgodovinsko odkritje 28 nevtrinov.

torej. Neverjetno zanimivo je, da se lahko izkaže, da je vesolje, sestavljeno iz temne snovi, nedostopne za naše vidne študije, večkrat bolj zapleteno od strukture našega vesolja. Ali pa je vesolje temne snovi veliko boljše od našega in se tam dogajajo vse pomembne stvari, katerih odmeve poskušamo videti v naši običajni materiji, a to že prehaja v področje znanstvene fantastike.

V zadnjem času se v kozmologiji - znanosti, ki preučuje strukturo in razvoj vesolja - izraz "temna energija" pogosto uporablja, kar povzroča vsaj rahlo zmedo med ljudmi, ki so daleč od teh študij. Pogosto se povezuje z drugim "mračnim" izrazom - "temna snov", omenjeno pa je tudi, da po opazovanjih ti dve snovi zagotavljata 95% celotne gostote vesolja. Osvetlimo to »kraljestvo teme«.

V znanstveni literaturi se je izraz "temna energija" pojavil konec prejšnjega stoletja za fizično okolje, ki zapolnjuje celotno vesolje. Za razliko od različnih vrst snovi in sevanja, pred katerimi je mogoče (vsaj teoretično) popolnoma očistiti ali zaščititi določeno prostornino, je temna energija v sodobnem vesolju neločljivo povezana z vsakim kubičnim centimetrom prostora. Z nekaj natega lahko rečemo, da ima vesolje maso in sodeluje pri gravitacijski interakciji. (Spomnimo se, da je po znani formuli E = mc 2 energija enakovredna masi.)

Prva beseda v izrazu "temna energija" nakazuje, da ta oblika materije ne oddaja ali absorbira nobenega elektromagnetnega sevanja, zlasti svetlobe. Z navadno snovjo komunicira samo z gravitacijo. Beseda "energija" nasprotuje temu mediju s strukturirano, to je snovjo, sestavljeno iz delcev, s poudarkom na tem, da ne sodeluje v procesu gravitacijske gneče, ki vodi do nastanka galaksij in njihovih jat. Z drugimi besedami, gostota temne energije je za razliko od navadne in temne snovi na vseh točkah vesolja enaka.

Da ne bo zmede, takoj opozorimo, da izhajamo iz materialističnega pogleda na svet okoli nas, kar pomeni, da je vse, kar napolnjuje vesolje, materija. Če je snov strukturirana, se imenuje substanca, če pa ni, kot na primer polje, se imenuje energija. Snov pa je razdeljena na navadno in temno, pri čemer se osredotoča na to, ali deluje z elektromagnetnim sevanjem. Res je, po tradiciji, ki se je razvila v kozmologiji, se temna snov običajno imenuje "temna snov". Tudi energijo delimo na dve vrsti. Eden od njih je samo sevanje, druga snov, ki polni vesolje. Nekoč je bilo sevanje tisto, ki je določalo razvoj našega sveta, zdaj pa je njegova vloga padla skoraj na absolutno ničlo, natančneje na 3 stopinje Kelvina - temperaturo tako imenovanega reliktnega mikrovalovnega sevanja, ki v vesolju potuje z vseh strani. To je ostanek (relikvija) vroče mladosti našega vesolja. Toda o drugi vrsti energije, ki ne deluje niti s snovjo niti s sevanjem in se manifestira izključno gravitacijsko, nikoli ne bi mogli vedeti, če ne bi bilo raziskav na področju kozmologije.

S sevanjem in navadno snovjo, sestavljeno iz atomov, imamo v vsakdanjem življenju vedno opravka. O temni snovi vemo veliko manj. Kljub temu je bilo dokaj zanesljivo ugotovljeno, da so nekateri šibko medsebojno delujoči delci njegov fizični nosilec. Znane so celo nekatere lastnosti teh delcev, na primer, da imajo maso in se gibljejo veliko počasneje od svetlobe. Vendar jih še nikoli niso posneli umetni detektorji.

Einsteinova največja napaka

Še bolj nejasno je vprašanje narave temne energije. Zato je, kot se v znanosti pogosto zgodi, bolje odgovoriti z opisom ozadja vprašanja. Začne se v nepozabnem letu za našo državo leta 1917, ko je ustvarjalec splošne teorije relativnosti Albert Einstein, ki je objavil rešitev problema evolucije vesolja, uvedel koncept kozmološke konstante v znanstveni obtok. V svojih enačbah, ki opisujejo lastnosti gravitacije, jo je označil z grško črko »lambda« (Λ). Tako je dobila svoje drugo ime - lambda član. Namen kozmološke konstante je bil narediti vesolje stacionarno, torej nespremenljivo in večno. Brez lambda člena so enačbe splošne relativnosti napovedovale, da bi bilo vesolje nestabilno, kot balon, ki je nenadoma izgubil zrak. Einstein tako nestabilnega vesolja ni resno preučeval, temveč se je omejil na vzpostavitev ravnotežja z uvedbo kozmološke konstante.

Vendar pa je kasneje, v letih 1922-1924, naš izjemni rojak Alexander Fridman pokazal, da kozmološka konstanta ne more igrati vloge "stabilizatorja" v usodi vesolja, in si je upal razmisliti o nestabilnih modelih vesolja. Posledično mu je uspelo najti nestacionarne rešitve takrat še nepoznanih Einsteinovih enačb, v katerih je bilo vesolje kot celota stisnjeno ali razširjeno.

V tistih letih je bila kozmologija povsem špekulativna znanost, ki je zgolj teoretično poskušala uporabiti fizikalne enačbe za vesolje kot celoto. Zato so Friedmannove rešitve sprva – tudi sam Einstein – razumeli kot matematično vajo. Spomnili so se ga po odkritju recesije galaksij leta 1929. Friedmannove rešitve so bile odlične za opisovanje opazovanj in so postale najpomembnejši in najbolj razširjen kozmološki model. In Einstein je kasneje kozmološko konstanto označil za svojo "največjo znanstveno napako".

oddaljene supernove

Postopoma je opazovalna baza kozmologije postajala vse močnejša in raziskovalci so se naučili naravi ne samo postavljati vprašanja, ampak tudi nanje dobiti odgovore. In skupaj z novimi rezultati je naraslo tudi število argumentov v prid resničnemu obstoju Einsteinove »največje znanstvene napake«. Na ves glas se je o tem začelo govoriti leta 1998 po opazovanju oddaljenih supernov, ki so pokazale, da se širjenje vesolja pospešuje. To je pomenilo, da v vesolju deluje določena odbojna sila in s tem tudi energija, ki ji ustreza, po svojih manifestacijah podobna učinku lambda člena v Einsteinovih enačbah. Pravzaprav je lambda izraz matematični opis najpreprostejšega posebnega primera temne energije.

Spomnimo se, da glede na opazovanja kozmološka ekspanzija sledi Hubblovemu zakonu: večja kot je razdalja med dvema galaksijama, hitreje se oddaljujeta druga od druge, hitrost, ki jo določa rdeči premik v spektrih galaksij, pa je neposredno sorazmerna z razdaljo. Toda do nedavnega so Hubblov zakon neposredno testirali le na razmeroma majhnih razdaljah – tistih, ki jih je bilo mogoče bolj ali manj natančno izmeriti. Kako se je vesolje širilo v daljni preteklosti, torej na velike razdalje, je bilo mogoče soditi le iz posrednih opazovalnih podatkov. Šele ob koncu 20. stoletja se je bilo mogoče ukvarjati z neposrednim preverjanjem Hubblovega zakona na velikih razdaljah, ko se je pojavila metoda za določanje razdalj do oddaljenih galaksij iz supernov, ki utripajo v njih.

Eksplozija supernove je trenutek v življenju ogromne zvezde, ko doživi katastrofalno eksplozijo. Supernove so različnih vrst, odvisno od posebnih okoliščin pred kataklizmo. Pri opazovanjih se vrsta izbruha določi iz spektra in oblike krivulje svetlobe. Supernove, označene z Ia, nastanejo zaradi termonuklearne eksplozije bele pritlikavke, katere masa je presegla mejno vrednost ~1,4 sončne mase, imenovano Chandrasekharjeva meja. Dokler je masa bele pritlikavke manjša od mejne vrednosti, je gravitacijska sila zvezde uravnotežena s pritiskom degeneriranega elektronskega plina. Če pa v tesnem binarnem sistemu snov teče od sosednje zvezde k njej, potem v določen trenutek elektronski tlak je nezadosten in zvezda eksplodira, astronomi pa registrirajo drugo supernovo tipa Ia. Ker sta mejna masa in razlog, zakaj bela pritlikavka eksplodira, vedno enaka, bi morale imeti takšne supernove pri največji svetlosti enako in zelo visoko svetilnost in lahko služijo kot "standardna sveča" za določanje medgalaktičnih razdalj. Če zberemo podatke o številnih takih supernovah in primerjamo njihove razdalje z rdečimi premiki galaksij, ki so doživele izbruhe, lahko ugotovimo, kako se je spreminjala hitrost širjenja vesolja v preteklosti, in izberemo ustrezen kozmološki model, zlasti ustrezen vrednost za lambda člen (gostota temne energije).

Kljub preprostosti in jasnosti te metode pa se sooča s številnimi resnimi težavami. Prvič, zaradi odsotnosti podrobne teorije o eksploziji supernov tipa Ia je njihov status standardne sveče nestabilen. Na naravo eksplozije in s tem na sij supernove lahko vpliva hitrost vrtenja bele pritlikavke, kemična sestava njenega jedra, količina vodika in helija, ki pritekata vanjo iz sosednje zvezde. Kako vse to vpliva na svetlobne krivulje, še vedno ni natančno znano. Nazadnje, supernove ne vzplamtijo v praznem vesolju, temveč v galaksijah, svetlobo izbruha pa lahko na primer oslabi naključni oblak plina in prahu, ki ga srečata na poti do Zemlje. Vse to vzbuja dvom o možnosti uporabe supernov kot standardnih sveč. In če bi obstajal samo ta argument v prid obstoja temne energije, ta članek skoraj ne bi bil napisan. Torej, medtem ko je "argument supernove" sprožil široko razpravo o temni energiji (in celo o pojavu samega izraza), zaupanje kozmologov v njen obstoj temelji na drugih, bolj prepričljivih argumentih. Na žalost niso tako preprosti, zato jih je mogoče opisati le na splošno.

Kratka zgodovina časov

Po sodobnih predstavah bi morali nastanek vesolja opisati v smislu še neustvarjene kvantne teorije gravitacije. Koncept "starosti vesolja" je smiseln za časovne trenutke, ki niso starejši od 10-43 sekund. V manjšem merilu ni več mogoče govoriti o linearnem toku časa, ki ga poznamo. Tudi topološke lastnosti prostora postanejo nestabilne. Očitno je v majhnem merilu prostor-čas napolnjen z mikroskopskimi "črvini" - nekakšnimi tuneli, ki povezujejo razmaknjena področja vesolja. Nemogoče pa je govoriti tudi o razdaljah ali vrstnem redu dogodkov. V znanstveni literaturi takšno stanje prostora-časa z nihajočo topologijo imenujemo kvantna pena. Iz še neznanih razlogov, morda zaradi kvantnih fluktuacij, se v prostoru vesolja pojavi fizično polje, ki v starosti približno 10-35 sekund povzroči, da se vesolje širi z velikanskim pospeškom. Ta proces se imenuje inflacija, polje, ki ga povzroča, pa inflaton. Za razliko od ekonomije, kjer je inflacija nujno zlo, s katerim se je treba boriti, je v kozmologiji inflacija, torej eksponentno hitro širjenje vesolja, blagoslov. Njej dolgujemo dejstvo, da je vesolje pridobilo veliko velikost in ravno geometrijo. Na koncu tega kratkega obdobja pospešenega širjenja energija, shranjena v inflatonu, povzroči nam znano snov: mešanico sevanja in masivnih delcev, segretih na ogromno temperaturo, ter temno energijo, ki je na njihovem ozadju komaj opazna. . Lahko rečemo, da je to Veliki pok. Kozmologi o tem trenutku govorijo kot o začetku dobe, v kateri prevladuje sevanje v razvoju vesolja, saj je večina energije v tem času sevanje. Vendar pa se širitev vesolja nadaljuje (čeprav zdaj brez pospeška) in na različne načine vpliva na glavne vrste snovi. Zanemarljiva gostota temne energije se s časom ne spreminja, gostota snovi pada obratno sorazmerno z volumnom vesolja, gostota sevanja pa še hitreje. Posledično postane materija po 300 tisoč letih prevladujoča oblika snovi v vesolju, ki je večinoma temna snov. Od tega trenutka naprej postane rast motenj gostote snovi, ki so komaj tlele na stopnji prevlade sevanja, dovolj hitra, da vodi v nastanek galaksij, zvezd in planetov, tako potrebnih za človeštvo. Gonilna sila tega procesa je gravitacijska nestabilnost, ki vodi v kopičenje snovi. Komaj opazne nehomogenosti so ostale od trenutka razpada inflatona, a dokler je v vesolju prevladovalo sevanje, je preprečevalo razvoj nestabilnosti.
Zdaj začne temna snov igrati glavno vlogo. Območja povečane gostote se pod vplivom lastne gravitacije ustavijo v svojem širjenju in začnejo krčiti, zaradi česar iz temne snovi nastanejo gravitacijsko vezani sistemi, imenovani haloji. V gravitacijskem polju Vesolja nastajajo »jame«, v katere drvi navadna snov. Ko se kopiči znotraj haloja, tvori galaksije in njihove kopice. Ta proces nastajanja struktur se je začel pred več kot 10 milijardami let in se je stopnjeval vse do zadnje prelomnice v razvoju vesolja. Po 7 milijardah let (to je približno polovica trenutne starosti vesolja) je gostota snovi, ki se je zaradi kozmološke ekspanzije še naprej zmanjševala, postala manjša od gostote temne energije. Tako se je končalo obdobje prevlade materije in zdaj temna energija nadzoruje razvoj vesolja. Ne glede na svojo fizično naravo se kaže v tem, da se kozmološka ekspanzija ponovno, kot v obdobju inflacije, začne pospeševati, le da tokrat zelo počasi. A tudi to je dovolj, da se nastajanje struktur upočasni, v prihodnosti pa naj bi se povsem ustavilo: morebitne premalo goste tvorbe bo razpršilo pospešeno širjenje vesolja. Časovno »okno«, v katerem deluje gravitacijska nestabilnost in nastajajo galaksije, se bo čez deset milijard let zaprlo. Nadaljnji razvoj vesolja je odvisen od narave temne energije. Če je to kozmološka konstanta, potem se bo pospešeno širjenje vesolja nadaljevalo večno. Če je temna energija superšibko skalarno polje, potem ko doseže stanje ravnovesja, se bo širjenje vesolja upočasnilo in ga morda nadomestilo krčenje. Čeprav fizična narava temne energije ni znana, so vse to le špekulativne hipoteze. Tako lahko z gotovostjo trdimo samo eno: pospešeno širjenje vesolja se bo nadaljevalo še nekaj deset milijard let. V tem času se bo naš vesoljski dom – galaksija Rimska cesta – združila s svojo sosedo – Andromedino meglico (in večino manjših satelitskih galaksij, ki so del lokalne skupine). Vse druge galaksije bodo odletele v velike razdalje, tako da jih veliko ne bo vidnih niti v najmočnejšem teleskopu. Kar se tiče CMB, ki nam prinaša toliko bistvene informacije o strukturi vesolja bo njegova temperatura padla skoraj na nič, ta vir informacij pa bo izgubljen. Človeštvo bo ostalo Robinson na otoku z efemerno možnostjo, da bo imelo vsaj petek.

Struktura vesolja v velikem merilu

Kozmologi imajo dva glavna vira znanja o obsežni strukturi vesolja. Najprej je to porazdelitev svetleče snovi v prostoru, ki nas obdaja, torej galaksij. Tridimenzionalni zemljevid prikazuje, katere strukture - skupine, jate, superjate - združujejo galaksije in kakšne so značilne velikosti, oblike in števila teh tvorb. Tako postane jasno, kako je snov porazdeljena v sodobnem vesolju.

Drug vir informacij je porazdelitev intenzivnosti sevanja kozmičnega mikrovalovnega ozadja po nebesni sferi. Zemljevid neba v mikrovalovnem območju nosi informacije o porazdelitvi gostotnih nehomogenosti v zgodnjem vesolju, ko je bilo njegovo starost približno 300 tisoč let - takrat je snov postala prosojna za sevanje. Kotne razdalje med pikami na mikrovalovni karti kažejo na velikost nepravilnosti v tistem času, razlike v svetlosti (mimogrede, zelo majhne so, reda stotinke odstotka) pa kažejo na stopnjo zbitosti zametki bodočih jat galaksij. Tako imamo tako rekoč dva časovna rezina: strukturo vesolja v trenutkih 300 tisoč in 14 milijard let po velikem poku.

Teorija pravi, da so značilnosti opazovanih struktur močno odvisne od tega, kateri del snovi v vesolju je snov (navadna in temna). Izračuni, ki temeljijo na opazovalnih podatkih, kažejo, da je njen delež danes približno 30% (od tega je le 5% navadne snovi, sestavljene iz atomov). To pomeni, da je preostalih 70% materija, ki ni vključena v nobene strukture, to je temna energija. Ta argument ni tako pregleden, saj za njim stojijo kompleksni izračuni, ki opisujejo nastanek struktur v vesolju. Vendar je res močnejši. To lahko ponazorimo z naslednjo analogijo. Predstavljajte si, da nezemeljska civilizacija želi odkriti inteligentno življenje na Zemlji. Ena skupina raziskovalcev je opazila močno radijsko sevanje našega planeta, ki občasno spreminja frekvenco in intenzivnost, in to pojasnjuje z delovanjem elektronske opreme. Druga skupina je na Zemljo poslala sondo in fotografirala kvadrate polj, cestne črte, mestna križišča. Prvi argument je seveda preprostejši, drugi pa je bolj prepričljiv.

Če nadaljujemo to analogijo, lahko rečemo, da bi bilo opazovanje nastajanja teh struktur še bolj jasen dokaz inteligentnega življenja. Seveda še ni mogoče, da bi človek v realnem času opazoval, kako nastajajo jate galaksij. Kljub temu je mogoče ugotoviti, kako se je njihovo število spreminjalo med razvojem vesolja. Dejstvo je, da je zaradi končnosti svetlobne hitrosti opazovanje objektov na velikih razdaljah enakovredno pogledu v preteklost.

Hitrost nastajanja galaksij in njihovih jat je določena s hitrostjo rasti motenj gostote, ki pa je odvisna od parametrov kozmološkega modela, zlasti od razmerja med snovjo in temno energijo. V vesolju z velikim deležem temne energije motnje rastejo počasi, kar pomeni, da danes ne bi smelo biti veliko več jat galaksij kot v preteklosti, njihovo število pa se bo z razdaljo počasi zmanjševalo. Nasprotno, v vesolju brez temne energije se število kopic precej hitro zmanjšuje, ko gremo globlje v preteklost. Ko iz opazovanj ugotovimo hitrost nastajanja novih jat galaksij, lahko dobimo neodvisno oceno gostote temne energije.

Obstajajo tudi drugi neodvisni opazovalni argumenti, ki potrjujejo obstoj homogenega medija, ki odločilno vpliva na zgradbo in razvoj vesolja. Lahko rečemo, da je bila izjava o obstoju temne energije rezultat razvoja celotne opazovalne kozmologije dvajsetega stoletja.

Vakuumski in drugi modeli

Če večina kozmologov ne dvomi več v obstoj temne energije, potem še vedno ni jasnosti glede njene narave. Ni pa to prvič, da so se fiziki znašli v tem položaju. Številne nove teorije se začnejo s fenomenologijo, to je formalnim matematičnim opisom učinka, intuitivne razlage pa se pojavijo veliko kasneje. Danes, opisovanje fizične lastnosti temne energije, kozmologi izgovarjajo besede, ki so za nepoznavalca bolj podobne uroku: to je medij, katerega tlak je po velikosti enak energijski gostoti, vendar nasprotnega predznaka. Če to nenavadno zvezo nadomestimo v Einsteinovo enačbo iz splošne teorije relativnosti, se izkaže, da se tak medij gravitacijsko odbija od sebe in se posledično hitro širi in se nikoli ne strdi v strdke.

Ne moremo reči, da imamo pogosto opravka s tako zadevo. Tako pa fiziki že vrsto let opisujejo vakuum. Po sodobnih predstavah osnovni delci ne obstajajo v praznem prostoru, temveč v posebnem okolju - fizičnem vakuumu, ki samo določa njihove lastnosti. Ta medij je lahko v različnih agregatnih stanjih, ki se razlikujejo po gostoti shranjene energije, osnovni delci pa se v različnih vrstah vakuuma obnašajo različno.

Najmanj energije ima naš običajni vakuum. Eksperimentalno so odkrili obstoj nestabilnega, energijsko močnejšega vakuuma, ki ustreza tako imenovani elektrošibki interakciji. Kazati se začne pri energijah delcev nad 100 gigaelektronvoltov – to je le za red velikosti pod mejo zmožnosti sodobnih pospeševalnikov. Teoretično so predvidene še bolj energijske vrste vakuuma. Lahko domnevamo, da naš običajni vakuum nima gostote energije nič, ampak le takšno, ki daje želeno vrednost lambda člena v Einsteinovi enačbi.

Vendar pa to dobra ideja, ki sestoji iz pripisovanja temne energije vakuumu, ne povzroča navdušenja med raziskovalci, ki delajo na stičišču fizike delcev in kozmologije. Dejstvo je, da naj bi takšen vakuum ustrezal energiji delcev le okoli tisočinke elektronvolta. Toda to energijsko območje, ki leži na meji med infrardečim in radijskim sevanjem, so fiziki že dolgo proučevali od zgoraj navzdol in tam niso našli nič nenavadnega.

Zato so raziskovalci nagnjeni k prepričanju, da je temna energija manifestacija novega in še neodkritega v laboratoriju superšibkega polja. Ta ideja je podobna tisti, ki je osnova sodobne inflacijske kozmologije. Tudi tam se ultrahitro širjenje mladega vesolja dogaja pod vplivom tako imenovanega skalarnega polja, le da je njegova gostota energije veliko višja od tiste, ki je odgovorna za sedanje počasne pospeške širjenja vesolja. Domnevamo lahko, da je polje, ki je nosilec temne energije, ostalo kot relikt velikega poka in dolgo časa je bila v stanju »hibernacije«, medtem ko je trajala prevlada najprej sevanja, nato pa temne snovi.

Podtlak in gravitacijski odboj

Ko kozmologi opisujejo temno energijo, menijo, da je njena glavna lastnost negativni tlak. Privede do pojava odbojnih gravitacijskih sil, ki jih nestrokovnjaki včasih imenujejo antigravitacija. Ta izjava vsebuje dva paradoksa hkrati. Analizirajmo jih zaporedno.

Kako je lahko pritisk negativen? Tlak navadne snovi je, kot je znano, povezan z gibanjem molekul. Molekule plina ob udarcu ob steno posode prenesejo nanjo svoj zagon, jo odbijajo, pritiskajo nanjo. Prosti delci ne morejo ustvariti podtlaka, ne morejo "povleči odeje nase", toda v trdnem telesu je to povsem mogoče. Dobra analogija za negativni pritisk temne energije je lupina balona. Vsak njegov kvadratni centimeter je raztegnjen in se nagiba k krčenju. Če bi se kje v lupini pojavila razpoka, bi se ta takoj skrčila v majhno gumijasto krpo. Toda dokler ni preloma, je negativna napetost enakomerno porazdeljena po celotni površini. Poleg tega, če je balon napihnjen, bo guma postala tanjša, energija, shranjena v njeni napetosti, pa se bo povečala. Podobno se med širjenjem vesolja obnaša gostota snovi in temne energije.

Zakaj podtlak pospeši širjenje? Zdi se, da bi se moralo vesolje pod vplivom negativnega pritiska temne energije skrčiti ali vsaj upočasniti svoje širjenje, ki se je začelo v času velikega poka. Ampak ravno obratno je, ker je negativni pritisk temne energije preveč... velik.

Dejstvo je, da po splošni teoriji relativnosti gravitacija ni odvisna le od mase (natančneje energijske gostote), temveč tudi od pritiska. Večji kot je pritisk, močnejša je gravitacija. In več kot je podtlak, šibkejši je! Res je, pritiski, ki jih je mogoče doseči v laboratorijih in celo v središču Zemlje in Sonca, so premajhni, da bi njihov vpliv na gravitacijo opazili. Toda negativni pritisk temne energije je, nasprotno, tako velik, da preglasi privlačnost tako lastne mase kot mase preostale snovi. Izkazalo se je, da se masivna snov z zelo močnim negativnim tlakom paradoksalno ne skrči, ampak, nasprotno, nabrekne pod vplivom lastne gravitacije. Predstavljajte si totalitarno državo, ki v prizadevanju za lastno varnost duši svobodo do te mere, da državljani množično bežijo iz države, se bunijo in na koncu uničijo samo državo. Zakaj se pretirana prizadevanja za krepitev države spremenijo v njeno uničenje? To so lastnosti ljudi – upirajo se zatiranju. Zakaj najmočnejši podtlak povzroči raztezanje namesto stiskanja? To so lastnosti gravitacije, izražene z Einsteinovo enačbo. Seveda analogija ni razlaga, pomaga pa "zapakirati v glavo" paradokse temne energije.

Kako stehtati strukturo?

Temna energija je najpomembnejši dokaz obstoja pojavov, ki jih sodobna fizika ne opisuje. Zato je podrobna študija njegovih lastnosti najpomembnejša naloga opazovalne kozmologije. Izvedeti fizična narava temne energije, je treba najprej čim bolj natančno preučiti, kako se je v preteklosti spreminjal način širjenja vesolja. Lahko poskusimo neposredno izmeriti odvisnost hitrosti širjenja od razdalje. Zaradi pomanjkanja zanesljivih metod v astronomiji za določanje zunajgalaktičnih razdalj pa je na tej poti praktično nemogoče doseči zahtevano natančnost. Obstajajo pa tudi drugi, bolj obetavni načini za merjenje temne energije, ki so logičen razvoj strukturnega argumenta za njen obstoj.

Kot je navedeno zgoraj, je hitrost tvorbe strukture močno odvisna od gostote temne energije. Sama se ne more gneči in ustvarjati struktur ter preprečuje gravitacijsko gnečo temne in običajne snovi. Mimogrede, zato se v naši dobi tiste kepe snovi, ki se še niso začele krčiti, postopoma "raztopijo" v morju temne energije in prenehajo "čutiti" medsebojno privlačnost. Človeštvo je torej priča najvišji stopnji nastajanja struktur v zgodovini vesolja. V prihodnje se bo le zmanjševalo.

Če želite ugotoviti, kako se je gostota temne energije spreminjala skozi čas, se morate naučiti "tehtati" strukturo vesolja - galaksij in njihovih jat - pri različnih rdečih premikih. Obstaja veliko načinov za to, saj so predmeti merjenja - galaksije - dobro raziskani in vidni tudi na velikih razdaljah. Najenostavnejši pristop je skrbno štetje galaksij in njihovih struktur z uporabo omenjenega tridimenzionalnega zemljevida prostorske porazdelitve galaksij. Pri drugi metodi se masa strukture oceni iz nehomogenega gravitacijskega polja, ki ga ustvarja. Ko svetloba prehaja skozi strukturo, jo njena gravitacija odkloni, posledično pa so slike oddaljenih galaksij, ki jih vidimo, popačene. Ta učinek se imenuje gravitacijska leča. Z merjenjem popačenj, ki nastanejo, je mogoče določiti (obtežiti) strukturo vzdolž poti svetlobe. S to metodo so bila že opravljena prva uspešna opazovanja, v prihodnosti pa so načrtovani vesoljski poskusi - navsezadnje je treba doseči največjo merilno natančnost.

Torej živimo v svetu, katerega dinamiko širjenja nadzira nam neznana oblika materije. In edino zanesljivo znanje o njem, poleg dejstva, da obstaja, je enačba stanja vakuumskega tipa, tisto zelo svojevrstno razmerje med gostoto energije in tlakom. Ne vemo še, ali se narava tega odnosa skozi čas spreminja in če se, kako. To pomeni, da so vsi argumenti o prihodnosti vesolja v resnici špekulativni in temeljijo predvsem na estetskih pogledih njihovih avtorjev. Toda vstopili smo v dobo natančne kozmologije, ki temelji na visokotehnoloških opazovalnih instrumentih in naprednih metodah statistične obdelave podatkov. Če se bo astronomija še naprej razvijala tako hitro kot danes, bo skrivnost temne energije razrešila sedanja generacija raziskovalcev.

Obstajata dve možnosti za razlago bistva temne energije:

Do danes (2017) vsi znani zanesljivi opazovalni podatki niso v nasprotju s prvo hipotezo, zato je v kozmologiji sprejeta kot standardna. Končna izbira med obema možnostma zahteva zelo natančne meritve stopnje širjenja vesolja, da bi razumeli, kako se ta stopnja spreminja skozi čas. Hitrosti širjenja vesolja opisuje kozmološka enačba stanja. Rešitev enačbe stanja temne energije je eden najbolj perečih problemov sodobne opazovalne kozmologije.

Po podatkih opazovanj vesoljskega observatorija Planck, objavljenih marca 2013, je skupna masa-energija opazovanega vesolja 95,1 % sestavljena iz temne energije (68,3 %) in temne snovi (26,8 %).

Enciklopedični YouTube

1 / 5

Na podlagi opazovanj supernov tipa Ia v poznih devetdesetih letih je bilo ugotovljeno, da se širjenje vesolja s časom pospešuje. Potem so bila ta opažanja podprta z drugimi viri: meritvami CMB, gravitacijskimi lečami, nukleosintezo velikega poka. Vsi pridobljeni podatki se dobro ujemajo z modelom lambda-CDM .

Kozmološka konstanta ima podtlak, ki je enak njeni energijski gostoti. Razlogi, zakaj ima kozmološka konstanta podtlak, izhajajo iz klasične termodinamike. Količina energije, ki jo vsebuje "škatla z vakuumom" volumna V, enako ρV, kje ρ je energijska gostota kozmološke konstante. Povečanje prostornine "škatle" ( dV pozitivno) vodi do povečanja njegovega notranja energija, kar pomeni, da opravlja negativno delo. Ker je delo opravljeno s spreminjanjem glasnosti dV, enako pdV, kje str- pritisk, torej str negativno in v resnici p = −ρ(koeficient c², ki povezuje maso in energijo, je enak 1).

Najpomembnejši nerešen problem sodobne fizike je, da večina kvantnih teorij polja, ki temeljijo na energiji kvantnega vakuuma, napoveduje ogromno vrednost kozmološke konstante – za veliko velikostnih redov večjo od dovoljene vrednosti po kozmoloških konceptih. Običajna formula kvantne teorije polja za seštevanje vakuumskih ničelnih oscilacij polja (z rezom v valovnem številu vibracijskih načinov, ki ustreza Planckovi dolžini) daje ogromno gostoto energije vakuuma. To vrednost je torej treba kompenzirati z dejanjem, skoraj enakim (vendar ne povsem enakim) v absolutni vrednosti, vendar z nasprotnim predznakom. Nekatere teorije supersimetrije (SATHISH) zahtevajo, da je kozmološka konstanta natanko nič, kar prav tako ne pomaga rešiti problema. To je bistvo "problema kozmološke konstante", najtežji problem»fine nastavitve« v sodobni fiziki: ni bilo najdenega načina, da bi iz fizike osnovnih delcev izpeljali izjemno majhno vrednost kozmološke konstante, definirane v kozmologiji. Nekateri fiziki, med njimi Steven Weinberg, menijo, da je t.i. "Antropni" princip je najboljša razlaga za opaženo fino energetsko ravnovesje v kvantnem vakuumu.

Kljub tem težavam je kozmološka konstanta v mnogih pogledih najbolj ekonomična rešitev problema pospešenega vesolja. Ena sama številčna vrednost pojasni veliko opažanj. Zato trenutni splošno sprejeti kozmološki model (lambda-CDM model) vključuje kozmološko konstanto kot bistveni element.

Kvintesenca

Alternativni pristop je leta 1987 predlagal nemški teoretični fizik Christoph Wetterich. Wetterich je izhajal iz predpostavke, da je temna energija neke vrste delcem podobna vzburjenja določenega dinamičnega skalarnega polja, imenovanega "kvintesenca". Razlika od kozmološke konstante je v tem, da se lahko gostota kvintesence spreminja v prostoru in času. Da se kvintesenca ne bi mogla »zbrati« in oblikovati obsežnih struktur po zgledu navadne snovi (zvezde ipd.), mora biti zelo lahka, torej imeti veliko Comptonovo dolžino valovanje.

Noben dokaz o obstoju kvintesence še ni bil odkrit, vendar takšnega obstoja ni mogoče izključiti. Hipoteza o kvintesenci napoveduje nekoliko počasnejše pospeševanje vesolja kot hipoteza o kozmološki konstanti. Nekateri znanstveniki verjamejo, da bi bili najboljši dokaz kvintesence kršitve Einsteinovega načela enakovrednosti in variacije temeljnih konstant v prostoru ali času. Standardni model in teorija strun predvidevata obstoj skalarnih polj, vendar to odpira problem, podoben primeru kozmološke konstante: renormalizacijska teorija napoveduje, da morajo skalarna polja pridobiti znatno maso.

Problem kozmičnega naključja odpira vprašanje, zakaj se je pospešek vesolja začel na določeni točki v času. Če bi se pospešek v vesolju začel pred tem trenutkom, zvezde in galaksije preprosto ne bi imele časa za nastanek in življenje ne bi imelo možnosti za nastanek, vsaj v obliki, ki jo poznamo. Zagovorniki "antropskega načela" menijo, da je to dejstvo najboljši argument v prid njihovih konstrukcij. Vendar pa mnogi modeli kvintesence zagotavljajo tako imenovano "sledilno vedenje", ki rešuje ta problem. V teh modelih ima kvintesenčno polje gostoto, ki se prilagaja gostoti sevanja (ne da bi jo dosegla) do trenutka razvoja velikega poka, ko se vzpostavi ravnovesje snovi in sevanja. Po tej točki se kvintesenca začne obnašati kot želena "temna energija" in sčasoma zavlada vesolju. Ta razvoj seveda določa nizko vrednost za raven temne energije.

Posledice za usodo vesolja

Ocenjuje se, da se je pospešeno širjenje vesolja začelo pred približno 5 milijardami let. Predvideva se, da je bila prej ta širitev upočasnjena zaradi gravitacijskega delovanja temne snovi in barionske snovi. Gostota barionske snovi v vesolju, ki se širi, se zmanjšuje hitreje kot gostota temne energije. Sčasoma začne prevladovati temna energija. Na primer, ko se prostornina vesolja podvoji, se gostota barionske snovi prepolovi, gostota temne energije pa ostane skoraj nespremenjena (oz. natanko nespremenjena – v varianti s kozmološko konstanto).

Če se bo pospešeno širjenje vesolja nadaljevalo v nedogled, bodo posledično galaksije izven naše Superjate galaksij prej ali slej presegle obzorje dogodkov in nam postale nevidne, saj bo njihova relativna hitrost presegla svetlobno hitrost. To ni kršitev posebne teorije relativnosti. Pravzaprav je nemogoče sploh definirati "relativno hitrost" v ukrivljenem prostoru-času. Relativna hitrost je smiselna in jo je mogoče določiti samo v ravnem prostoru-času ali na dovolj majhnem (k nič teži) odseku ukrivljenega prostora-časa. Kakršna koli oblika komunikacije onkraj dogajalnega obzorja postane nemogoča in izgubi se vsak stik med objekti. Zemlja, Osončje, naša Galaksija in naša Superjata bodo vidni drug drugemu in načeloma dosegljivi z vesoljskimi poleti, ostalo vesolje pa bo izginilo v daljavi. Sčasoma bo naša superjata prišla v stanje toplotne smrti, to pomeni, da se bo uresničil scenarij, predviden za prejšnji, ravni model vesolja s prevlado snovi.

Zvezna agencija za izobraževanje

SEI HPE "SIBIRSKA DRŽAVNA TEHNOLOŠKA UNIVERZA"

Fakulteta za humanistične študije

Oddelek za fiziko

« Temna energija. Temna snov. »

Nadzornik:

Gurova N.N.

(podpis)

_______________________

(ocena, datum)

Razvil:

Dijaki skupine 72-1

Grigoryan M. N,

Lebedeva K.V.

(podpis)

_______________________

Krasnojarsk 2010

1. Uvod…………………………………………………………………………….3

2. Koncept temne energije in njeno bistvo…………………………………..4

3. Odkritje temne energije……………………………………………………………….5

4. Kozmološka konstanta……………………………………………………………6

5. Kvintesenca……………………………………………………………………………8

6. Temna snov………………………………………………………………………...9

7. Zaključek…………………………………………………………………………….11

8. Reference……………………………………………………………………………………………12

Uvod:

Koncept temne energije in njeno bistvo.

Temna energija(Angleščina) temna energija) v kozmologiji, pojav, ki se kaže v odkriti kršitvi Hubblovega zakona: Vesolje se širi s pospeševanjem, ne z upočasnjevanjem.

Obstajata dve možnosti za razlago bistva temne energije:

temna energija obstaja kozmološka konstanta— konstantna energijska gostota, ki enakomerno zapolnjuje vesolje (z drugimi besedami: postulirana je energija vakuuma, ki ni enaka nič)
obstaja nekaj temne energije kvintesenca je dinamično polje, katerega energijska gostota se lahko spreminja v prostoru in času.

Končna izbira med obema možnostma zahteva zelo natančne meritve stopnje širjenja vesolja, da bi razumeli, kako se ta stopnja spreminja skozi čas. Hitrosti širjenja vesolja opisuje kozmološka enačba stanja. Rešitev enačbe stanja temne energije je eden najbolj perečih problemov sodobne opazovalne kozmologije.

Temna energija naj bi bila tudi pomemben del tako imenovane skrite mase vesolja.

Odkritje temne energije.

Opazovanja supernov tipa Ia v poznih devetdesetih letih so pokazala, da se širjenje vesolja s časom pospešuje. Ta opažanja so bila nato podprta z drugimi viri: meritvami CMB, gravitacijskimi lečami, nukleosintezo velikega poka. Vsi pridobljeni podatki se dobro ujemajo z modelom lambda-CDM.

Razdalje do drugih galaksij se določijo z merjenjem njihovega rdečega premika. Po Hubblovem zakonu je velikost rdečega premika svetlobe iz oddaljenih galaksij premo sorazmerna z relativno hitrostjo teh galaksij. Razmerje med razdaljo in rdečim premikom se imenuje Hubblov parameter (ali, ne povsem natančno, Hubblova konstanta).

V poznih devetdesetih letih prejšnjega stoletja so odkrili, da imajo v oddaljenih galaksijah, razdaljo do katerih je določal Hubblov zakon, supernove tipa Ia svetlost pod pričakovano. Z drugimi besedami, razdalja do teh galaksij, izračunana z metodo "standardnih sveč" (supernova Ia), se izkaže za večjo od razdalje, izračunane na podlagi predhodno ugotovljene vrednosti Hubblovega parametra. Ugotovljeno je bilo, da Vesolje se ne samo širi, širi se s pospešeno hitrostjo. .

Prejšnji kozmološki modeli so domnevali, da se širjenje vesolja upočasnjuje. Izhajali so iz predpostavke, da je glavni del mase vesolja snov - tako vidna kot nevidna (temna snov). Na podlagi novih opazovanj, ki kažejo na pospešitev širjenja, je bil domnevan obstoj neznane oblike energije z negativnim tlakom. Poklicali so jo temna energija .

Bistvo temne energije je predmet polemike. Znano je, da je zelo enakomerno porazdeljen, ima nizko gostoto in ne vpliva na noben opazen način skozi znane temeljne vrste interakcij - z izjemo gravitacije. Ker hipotetična gostota temne energije ni previsoka, reda velikosti 10 −29 gramov na kubični centimeter - verjetno ga ne bo odkril laboratorijski poskus (čeprav so že bile izjave o takšnem odkritju). Temna energija ima lahko tako močan vpliv na vesolje (ki obsega 70% vse energije), ker enakomerno zapolnjuje (sicer) prazen prostor. Obstajata dva glavna modela, ki pojasnjujeta naravo temne energije: "kozmološka konstanta" in "kvintesenca".

Kozmološka konstanta

Najenostavnejša razlaga je, da je temna energija preprosto "cena obstoja prostora": to pomeni, da ima vsak prostor vesolja nekaj temeljne inherentne energije. Včasih jo imenujemo tudi energija vakuuma, ker je energijska gostota čistega vakuuma. To je kozmološka konstanta, včasih imenovana (po grški črki Λ, ki jo označujejo v enačbah splošne relativnosti) "lambda člen" (od tod "lambda CDM model"). Uvedba kozmološke konstante v standardni kozmološki model, ki temelji na metriki Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker, je privedla do sodobnega modela kozmologije, znanega kot model lambda-CDM. Ta model se dobro ujema z razpoložljivimi kozmološkimi opazovanji.

Številne fizikalne teorije osnovnih delcev napovedujejo obstoj vakuumskih fluktuacij, se pravi, da vakuumu dajejo prav to vrsto energije. Vrednost kozmološke konstante je ocenjena v vrstnem redu 10 −29 g/cm³ ali približno 1 keV/cm³ (približno 10 −123 v Planckovih enotah).

Kozmološka konstanta ima podtlak, ki je enak njeni energijski gostoti. Razlogi, zakaj ima kozmološka konstanta podtlak, izhajajo iz klasične termodinamike. Količina energije, ki jo vsebuje "škatla z vakuumom" volumna V, enako ρV, kje ρ je energijska gostota kozmološke konstante. Povečanje prostornine "škatle" ( dV pozitiven) povzroči povečanje njegove notranje energije, kar pomeni, da opravlja negativno delo. Ker je delo opravljeno s spreminjanjem glasnosti dV, enako pdV, kje str- pritisk, torej str negativno in v resnici p = −ρ(koeficient c², ki povezuje maso in energijo, je enak 1) .

Po splošni relativnosti gravitacija ni odvisna samo od mase (gostote), temveč tudi od tlaka, pri čemer ima tlak večji koeficient kot gostota. Negativni tlak naj bi povzročil odboj, antigravitacijo in torej povzročil pospešek širjenja vesolja.

Najpomembnejši nerešen problem sodobne fizike je, da večina kvantnih teorij polja, ki temeljijo na energiji kvantnega vakuuma, napoveduje ogromno vrednost kozmološke konstante – za veliko velikostnih redov višjo od dovoljene vrednosti po kozmoloških konceptih. Običajna formula kvantne teorije polja za seštevanje vakuumskih nihanj polja (z rezom v valovnem številu vibracijskih načinov, ki ustreza Planckovi dolžini) daje ogromno gostoto vakuumske energije. To vrednost je torej treba kompenzirati z dejanjem, skoraj enakim (vendar ne povsem enakim) v absolutni vrednosti, vendar z nasprotnim predznakom. Nekatere teorije supersimetrije (SATHISH) zahtevajo, da je kozmološka konstanta natanko nič, kar prav tako ne pomaga rešiti problema. To je bistvo »problema kozmološke konstante«, najtežjega problema »fine nastavitve« v sodobni fiziki: ni bilo najdenega načina, da bi iz fizike osnovnih delcev izpeljali izjemno majhno vrednost kozmološke konstante, definirane v kozmologiji. Nekateri fiziki, med njimi Steven Weinberg, menijo, da je t.i. "antropni princip" je najboljša razlaga za opaženo fino energetsko ravnovesje v kvantnem vakuumu.

Kljub tem težavam je kozmološka konstanta v mnogih pogledih najbolj ekonomična rešitev problema pospešenega vesolja. Ena sama številčna vrednost pojasni veliko opažanj. Zato trenutni splošno sprejeti kozmološki model (model lambda-CDM) vključuje kozmološko konstanto kot bistveni element.

Kvintesenca.

Alternativni pristop izhaja iz predpostavke, da je temna energija neke vrste delcem podobna vzburjenost nekega dinamičnega skalarnega polja, imenovanega kvintesenca. Razlika od kozmološke konstante je v tem, da se lahko gostota kvintesence spreminja v prostoru in času. Da se kvintesenca ne more »zbrati« in tvoriti velikih struktur po zgledu navadne snovi (zvezde itd.), mora biti zelo lahka, torej imeti veliko Comptonovo valovno dolžino.

Problem kozmičnega naključja odpira vprašanje, zakaj se je pospešek vesolja začel v določenem trenutku. Če bi se pospešek v vesolju začel pred tem trenutkom, zvezde in galaksije preprosto ne bi imele časa za nastanek in življenje ne bi imelo možnosti za nastanek, vsaj v obliki, ki jo poznamo. Zagovorniki "antropskega načela" menijo, da je to dejstvo najboljši argument v prid njihovih konstrukcij. Vendar pa mnogi modeli kvintesence zagotavljajo tako imenovano "sledilno vedenje", ki rešuje ta problem. V teh modelih ima kvintesenčno polje gostoto, ki se prilagaja gostoti sevanja (ne da bi jo dosegla) do trenutka razvoja velikega poka, ko se vzpostavi ravnovesje snovi in sevanja. Po tej točki se kvintesenca začne obnašati kot želena "temna energija" in sčasoma zavlada vesolju. Ta razvoj seveda določa nizko vrednost za raven temne energije.

Drugi so bili predlagani možne vrste kvintesenca: fantomska energija, pri kateri gostota energije kvintesence s časom narašča, in tako imenovana "kinetična kvintesenca", ki ima obliko nestandardne kinetične energije. Imajo nenavadne lastnosti: na primer, fantomska energija lahko vodi do velikega raztrganja vesolja.

Temna snov

Izhajamo iz materialističnega pogleda na svet okoli nas, kar pomeni, da je vse, kar napolnjuje vesolje, materija. Če je snov strukturirana, se imenuje substanca, če pa ni, kot na primer polje, se imenuje energija. Snov pa je razdeljena na navadno in temno, pri čemer se osredotoča na to, ali deluje z elektromagnetnim sevanjem. Res je, po tradiciji, ki se je razvila v kozmologiji, se temna snov običajno imenuje "temna snov". Temna snov ali skrita masa je snov, prisotna v vesolju, ki je ni mogoče opazovati z obstoječimi astronomskimi metodami in se kaže kot gravitacijski učinek na vesoljske objekte, ki so na voljo za opazovanje ...

Skrito snov so odkrili z analizo hitrosti galaksij v njihovih jatah in zvezd v galaksijah: gibljejo se, kot da je masa, ki tvori gravitacijsko polje, veliko večja od vsote mas vseh opazovanih objektov. Še en dokaz o prisotnosti S.m. v galaksijah. pridobljeno z opazovanjem gravilizacije – fokusiranja svetlobe pri gledanju galaksij »skozi svetlobo«. Opaženi upogib svetlobnih žarkov v tem primeru ustreza masi, ki je večkrat večja od skupne mase zvezd. Masa in obseg teh "kron" nevidne snovi sta zelo velika. V naši Galaksiji na primer za približno 20-krat presega maso zvezd, velikost površine, ki jo zaseda, pa za 10-krat presega polmer zvezdnega diska.

Glede snovi, ki je del temne snovi, je bilo postavljenih veliko hipotez. Najenostavnejša je predpostavka, da gre za hladne zvezde (rjave pritlikavke) ali celo manjša teleskopom nevidna vesoljska telesa. Rezultati, pridobljeni s Hubblovim vesoljskim teleskopom, nam omogočajo sklep, da masa takih objektov ne presega 15 % mase vidnih zvezd.Možni prispevek drugih težko opazljivih kompaktnih vesoljskih objektov: nevtronskih zvezd in črnih lukenj je še manj.

Očitno glavni prispevek k latentni masi prihaja iz snovi v razpršenem stanju - elementarnih delcev, ki slabo delujejo s snovjo in jih je zato težko zaznati. Obvezna lastnost teh delcev je neničelna masa počitka, saj se lahko le objekti s hitrostjo največ nekaj tisočink svetlobne hitrosti koncentrirajo v gravitacijskih poljih galaksij in zvezd. Brezmasni delci lahko ustvarijo samo enotno ozadje, ki se ne manifestira gravitacijsko. Od delcev, ki jih "obvlada" sodobna znanost, je vloga S.m. primeren za nevtrine. Upoštevani so tudi nevtralino-hipotetični delci, ki jih napoveduje teorija »velikega združevanja«, ter delec aksion, ki še ni bil eksperimentalno odkrit, predvideva pa ga kvantna kromodinamika.

Cm. je večkomponenten, njegovo preučevanje pa je večinoma na ravni hipotez. Posebej zanimivi sta dve možni komponenti SM: nevtrini in majhne (»primarne«) črne luknje. Ti predmeti se lahko manifestirajo otipljivo in včasih katastrofalno, ne le v globinah vesolja, ampak tudi na Zemlji.

Zaključek.

Ocenjuje se, da se je pospešeno širjenje vesolja začelo pred približno 5 milijardami let. Predvideva se, da je bila prej ta širitev upočasnjena zaradi gravitacijskega delovanja temne snovi in barionske snovi. Gostota barionske snovi v vesolju, ki se širi, se zmanjšuje hitreje kot gostota temne energije. Sčasoma začne prevladovati temna energija. Na primer, ko se prostornina vesolja podvoji, se gostota barionske snovi prepolovi, gostota temne energije pa ostane skoraj nespremenjena (oz. točno nespremenjeno - v različici s kozmološko konstanto).

Če se pospešeno širjenje vesolja nadaljuje v nedogled, bodo posledično galaksije izven naše Superjate galaksij prej ali slej presegle obzorje dogodkov in nam postale nevidne, saj bo njihova relativna hitrost presegla svetlobno hitrost. To ni kršitev posebne teorije relativnosti. Pravzaprav je nemogoče sploh definirati "relativno hitrost" v ukrivljenem prostoru-času. Relativna hitrost je smiselna in jo je mogoče določiti samo v ravnem prostoru-času ali na dovolj majhnem (k nič teži) odseku ukrivljenega prostora-časa. Kakršna koli oblika komunikacije onkraj dogajalnega obzorja postane nemogoča in izgubi se vsak stik med objekti. Zemlja, sončni sistem, naša galaksija in naša superjata bodo še naprej obstajali, medtem ko bo ostalo vesolje izginilo v daljavi. Sčasoma bo naša superjata prišla v stanje toplotne smrti, torej se bo uresničil scenarij, predviden za prejšnji, ravni model vesolja s prevlado snovi.

Obstajajo bolj eksotične hipoteze o prihodnosti vesolja. Eden od njih nakazuje, da bo fantomska energija vodila do t.i. "divergentno" razširitev. To pomeni, da se bo širijoča sila temne energije še naprej povečevala za nedoločen čas, dokler ne bo presegla vseh drugih sil v vesolju. Po tem scenariju temna energija sčasoma zlomi vse gravitacijsko vezane strukture vesolja, nato pa preseže sile elektrostatičnih in intranuklearnih interakcij, zlomi atome, jedra in nukleone ter uniči vesolje v velikem raztrganju.

Po drugi strani pa se lahko temna energija sčasoma razblini ali celo spremeni iz odbijajoče v privlačno. V tem primeru bo prevladala gravitacija in pripeljala vesolje do "velikega poka". Nekateri scenariji predvidevajo "ciklični model" vesolja. Čeprav vse te hipoteze še niso bile potrjene z opazovanji, niso popolnoma zavrnjene. Odločilno vlogo pri ugotavljanju končne usode vesolja (ki se razvija po teoriji velikega poka) naj bi odigrali natančne meritve stopnja pospeška.

Bibliografija:

1 Enciklopedija za otroke. T. 8. Astronomija. - 2. izd., E68 popravljeno / pogl. Ed. M.D. Aksenova. - M.: Avanta +, 2002. - 688 str.: ilustr.

Nanaša se na "Teorijo vesolja"

Temna snov in temna energija v vesolju

V. A. Rubakov,
Inštitut za jedrske raziskave RAS, Moskva, Rusija

1. Uvod

Naravoslovje je zdaj na začetku nove, izredno zanimive stopnje v svojem razvoju. Izjemen je predvsem dejstvo, da znanost o mikrosvetu - fizika osnovnih delcev - in znanost o vesolju - kozmologija - postaneta ena sama znanost o temeljnih lastnostih sveta okoli nas. Z različnimi metodami odgovarjajo na ista vprašanja: s kakšno snovjo je danes napolnjeno vesolje? Kakšen je bil njegov razvoj v preteklosti? Kateri procesi, ki so potekali med osnovnimi delci v zgodnjem vesolju, so na koncu pripeljali do njegovega trenutno stanje? Če se je relativno nedavno razprava o takih vprašanjih ustavila na ravni hipotez, potem danes obstajajo številni eksperimentalni in opazovalni podatki, ki omogočajo kvantitativne (!) odgovore na ta vprašanja. To je še ena značilnost sedanje faze: kozmologija je v zadnjih 10–15 letih postala eksaktna znanost. Že danes imajo podatki opazovalne kozmologije visoka natančnost; več več informacij o sodobnem in zgodnjem vesolju bomo pridobili v prihodnjih letih.

Najnovejši kozmološki podatki zahtevajo kardinalen dodatek sodobne ideje o zgradbi snovi in o temeljnih interakcijah osnovnih delcev. Danes vemo vse ali skoraj vse o tistih "opekah", ki sestavljajo navadno snov - atomih, atomskih jedrih, protonih in nevtronih, ki sestavljajo jedra - in o tem, kako te "opeke" medsebojno delujejo na razdaljah do 1/1000 velikosti atomskega jedra (slika 1). To znanje je bilo pridobljeno kot rezultat dolgoletnih eksperimentalnih raziskav, predvsem na pospeševalnikih, in teoretičnega razumevanja teh eksperimentov. Kozmološki podatki pričajo o obstoju novih vrst delcev, ki v zemeljskih razmerah še niso bili odkriti in sestavljajo »temno snov« v vesolju. Najverjetneje govorimo o celi plasti novih pojavov v fiziki mikrokozmosa in povsem možno je, da bodo to plast pojavov v bližnji prihodnosti odkrili v zemeljskih laboratorijih.

Še bolj presenetljiv rezultat opazovalne kozmologije je bila navedba obstoja popolnoma nova oblika snov – »temna energija in«.

Kakšne so lastnosti temne snovi in temne energije? Kateri kozmološki podatki pričajo o njihovem obstoju? Kaj pravi z vidika fizike mikrosveta? Kakšni so obeti za proučevanje temne snovi in temne energije tudi v zemeljskih razmerah? Tem vprašanjem je posvečeno to predavanje.

2. Vesolje, ki se širi

Obstaja vrsta dejstev, ki govorijo o lastnostih vesolja danes in v relativno bližnji preteklosti.

vesolje kot celota homogena: Vsa področja v vesolju izgledajo enako. Seveda to ne velja za majhna območja: obstajajo območja, kjer je veliko zvezd - to so galaksije; obstajajo območja, kjer je veliko galaksij – to so jate galaksij; obstajajo tudi področja, kjer je malo galaksij – to so velikanske praznine. Toda območja s 300 milijoni svetlobnih let ali več so videti enaka. To jasno dokazujejo astronomska opazovanja, zaradi katerih je bil sestavljen "zemljevid" vesolja do razdalje približno 10 milijard svetlobnih let od nas. Povedati je treba, da ta "zemljevid" služi kot vir najdragocenejših informacij o sodobnem vesolju, saj nam omogoča, da na kvantitativni ravni natančno določimo, kako je snov porazdeljena v vesolju.

Vklopljeno riž. 2 prikazan je delček tega zemljevida, ki pokriva relativno majhen obseg vesolja. Vidimo lahko, da v vesolju obstajajo strukture precej velika številka, na splošno pa so galaksije v njem "razpršene" enakomerno.

Vesolje širi: galaksije se oddaljujejo ena od druge. Vesolje se razteza v vse smeri in bolj ko je galaksija oddaljena od nas, hitreje se od nas oddaljuje. Danes je stopnja tega širjenja počasna: vse razdalje se bodo podvojile v približno 15 milijardah let, prej pa je bila stopnja širjenja veliko višja. Gostota snovi v vesolju se sčasoma zmanjšuje in v prihodnosti bo vesolje vedno bolj redčeno. Nasprotno, vesolje je bilo nekoč veliko gostejše, kot je zdaj. O širjenju vesolja neposredno priča »pordelost« svetlobe, ki jo oddajajo oddaljene galaksije ali svetle zvezde: zaradi splošnega raztezanja vesolja se valovna dolžina svetlobe v času, ko leti do nas, povečuje. Prav ta pojav je leta 1927 ugotovil E. Hubble in je služil kot opazovalni dokaz širjenja vesolja, ki ga je tri leta prej napovedal Alexander Friedman.

Zanimivo je, da sodobni opazovalni podatki omogočajo merjenje ne le hitrosti širjenja vesolja v sedanjem času, temveč tudi sledenje hitrosti njegovega širjenja v preteklosti. O rezultatih teh meritev in daljnosežnih sklepih, ki iz njih izhajajo, bomo razpravljali kasneje. Tukaj bomo povedali naslednje: samo dejstvo širjenja vesolja, skupaj s teorijo gravitacije – splošno teorijo relativnosti – nakazuje, da je bilo vesolje v preteklosti izjemno gosto in se je širilo izjemno hitro. Če sledimo evoluciji vesolja v preteklost z uporabo znanih fizikalnih zakonov, potem bomo prišli do zaključka, da se je ta evolucija začela s trenutkom velikega poka; v tistem trenutku je bila snov v vesolju tako gosta in gravitacijska interakcija tako močna, da znani zakoni fizike niso bili uporabni. Od takrat je minilo 14 milijard let, kar je starost sodobnega vesolja.

Vesolje je "toplo": ima elektromagnetno sevanje, za katero je značilna temperatura T \u003d 2,725 stopinj Kelvina (reliktni fotoni, ki so danes radijski valovi). Ta temperatura je danes seveda nizka (pod temperaturo tekočega helija), a v preteklosti še zdaleč ni bilo tako. Vesolje se v procesu širjenja ohlaja, tako da sta bili v zgodnjih fazah njegovega razvoja temperatura, pa tudi gostota snovi, precej višji kot danes. V preteklosti je bilo vesolje vroče, gosto in se je hitro širilo.

Fotografija prikazana na riž. 3 privedlo do več pomembnih in nepričakovanih zaključkov. Najprej nam je omogočil ugotoviti, da je naš tridimenzionalni prostor evklidski z dobro stopnjo natančnosti: vsota kotov trikotnika v njem je 180 stopinj tudi za trikotnike s stranicami, katerih dolžine so primerljive z velikostjo vidnega del vesolja, torej primerljivo s 14 milijardami svetlobnih let. Na splošno splošna teorija relativnosti priznava, da prostor morda ni evklidski, ampak ukrivljen; opazovalni podatki kažejo, da temu ni tako (vsaj za naše področje vesolja). Metoda za merjenje "vsote kotov trikotnika" na kozmoloških lestvicah razdalj je naslednja. Zanesljivo je mogoče izračunati značilno prostorsko velikost območij, kjer se temperatura razlikuje od povprečja: v času prehoda plazma-plin je ta velikost določena s starostjo vesolja, torej je sorazmerna s 300 tisoč svetlobo. leta. Opazovana kotna velikost teh regij je odvisna od geometrije tridimenzionalnega prostora, kar omogoča ugotovitev, da je ta geometrija evklidska.

V primeru evklidske geometrije tridimenzionalnega prostora splošna teorija relativnosti nedvoumno povezuje hitrost širjenja vesolja s skupno gostoto vseh oblik energije in, tako kot v Newtonovi teoriji gravitacije je hitrost kroženja Zemlje okoli Sonca določena z maso Sonca. Izmerjena hitrost širjenja ustreza skupni energijski gostoti in v sodobnem vesolju

Glede na masno gostoto (ker je energija povezana z maso z E = mc 2 ) ta številka je

Če bi energijo v vesolju v celoti določala energija počitka navadne snovi, bi bilo v vesolju v povprečju 5 protonov na kubični meter. Videli pa bomo, da je navadne snovi v vesolju veliko manj.

Drugič, iz fotografije riž. 3 je mogoče ugotoviti, kaj velikost(amplituda) nehomogenosti temperatura in gostota v zgodnjem vesolju - znašala je 10 -4 -10 -5 povprečnih vrednosti. Prav iz teh gostotnih nehomogenosti so nastale galaksije in jate galaksij: področja z večjo gostoto so zaradi gravitacijskih sil pritegnila okoliško snov, se še zgostila in sčasoma oblikovala galaksije.

Ker so začetne gostotne nehomogenosti znane, je mogoče izračunati proces nastajanja galaksij in rezultat primerjati z opazovano porazdelitvijo galaksij v vesolju. Ta izračun je skladen z opazovanji le, če predpostavimo, da poleg navadne snovi v vesolju obstaja še ena vrsta snovi - temna snov, katerega prispevek k skupni energijski gostoti je še vedno približno 25 %.

Druga stopnja v razvoju vesolja ustreza še prejšnjim časom, od 1 do 200 sekund (!) od časa velikega poka, ko je temperatura vesolja dosegla milijarde stopinj. Takrat so v vesolju potekale termonuklearne reakcije, podobne reakcijam, ki potekajo v središču Sonca ali v termonuklearni bombi. Kot rezultat teh reakcij se del protonov poveže z nevtroni in tvori lahka jedra - jedra helija, devterija in litija-7. Število nastalih lahkih jeder je mogoče izračunati, pri čemer je edini neznani parameter gostota števila protonov v vesolju (slednja se zaradi širjenja vesolja seveda zmanjšuje, a njene vrednosti v drugačni časi preprosto povezano).

Primerjava tega izračuna z opazovano količino lahkih elementov v vesolju je podana v riž. štiri : črte predstavljajo rezultate teoretičnega izračuna v odvisnosti od posameznega parametra, gostote navadne snovi (barionov), pravokotniki pa podatke opazovanja. Zanimivo je, da obstaja soglasje za vsa tri lahka jedra (helij-4, devterij in litij-7); obstaja tudi soglasje s podatki o sevanju ozadja (prikazano z navpično črto na sliki 4, označeno kot CMB - Cosmic Microwave Background). Ta dogovor nakazuje, da splošna teorija relativnosti in znani zakoni jedrske fizike pravilno opisujejo vesolje v starosti 1–200 sekund, ko je imela snov v njem temperaturo milijardo stopinj ali več. Za nas je pomembno, da vsi ti podatki vodijo do zaključka, da je masna gostota navadne snovi v sodobnem vesolju

to pomeni, da navadna snov prispeva le 5% k skupni gostoti energije v vesolju.

4. Energijska bilanca v sodobnem vesolju

Torej je delež navadne snovi (protoni, atomska jedra, elektroni) v celotni energiji in v sodobnem vesolju le 5%. Poleg navadne snovi so v vesolju tudi reliktni nevtrini - približno 300 nevtrinov vseh vrst na kubični centimeter. Njihov prispevek k skupni energiji (masi) v vesolju je majhen, saj so mase nevtrinov majhne in očitno ne presega 3 %. Preostalih 90–95% celotne energije je prav tako v Vesolju – »ne ve se kaj«. Poleg tega je to "neznano kaj" sestavljeno iz dveh frakcij - temne snovi in temne energije, in kot je prikazano v riž. pet .

Hkrati je snovi v zvezdah celo 10-krat manj; navadna snov se večinoma nahaja v oblakih plina.

5. Temna snov

Temna snov je podobna navadni snovi v smislu, da se lahko združuje (velikost, na primer galaksije ali jate galaksij) in sodeluje v gravitacijskih interakcijah na enak način kot navadna snov. Najverjetneje je sestavljen iz novih delcev, ki še niso bili odkriti v zemeljskih razmerah.

Poleg kozmoloških podatkov v prid obstoju temne snovi govorijo tudi meritve gravitacijskega polja v jatah galaksij in v galaksijah. Obstaja več načinov za merjenje gravitacijskega polja v jatah galaksij, eden od njih je gravitacijska leča, prikazana v riž. 6 .

Gravitacijsko polje jate ukrivlja svetlobne žarke, ki jih oddaja galaksija za jato, to pomeni, da gravitacijsko polje deluje kot leča. Hkrati se včasih pojavi več slik te oddaljene galaksije; na levi polovici sl. 6 so modre. Ukrivljenost svetlobe je odvisna od porazdelitve mase v gruči, ne glede na to, kateri delci to maso ustvarjajo. Na ta način obnovljena porazdelitev mase je prikazana na desni polovici sl. 6 v modri barvi; vidi se, da se močno razlikuje od porazdelitve svetleče snovi. Mase jat galaksij, izmerjene na ta način, so skladne z dejstvom, da temna snov prispeva približno 25 % k celotni gostoti energije v vesolju. Spomnimo se, da je enako število pridobljeno iz primerjave teorije o nastanku struktur (galaksij, jat) z opazovanji.

Temna snov obstaja tudi v galaksijah. To spet izhaja iz meritev gravitacijskega polja, sedaj v galaksijah in njihovi okolici. Močnejše ko je gravitacijsko polje, hitreje se zvezde in plinski oblaki vrtijo okoli galaksije, tako da meritve vrtilnih hitrosti glede na razdaljo do središča galaksije omogočajo rekonstrukcijo porazdelitve mase v njej. To je prikazano v riž. 7 : ko se oddaljujete od središča galaksije, se hitrosti kroženja ne zmanjšujejo, kar kaže na to, da je v galaksiji, tudi daleč od njenega svetlečega dela, nesvetleča, temna snov. V naši Galaksiji v bližini Sonca je masa temne snovi približno enaka masi navadne snovi.

Kaj so delci temne snovi? Jasno je, da ti delci ne smejo razpasti v druge, lažje delce, sicer bi razpadli v času obstoja vesolja. Samo to dejstvo kaže, da v naravi obstaja novoše ni odprto ohranitveni zakon, ki preprečuje razpad teh delcev. Tu gre za analogijo z zakonom o ohranitvi električnega naboja: elektron je najlažji delec z električnim nabojem in zato ne razpade na lažje delce (na primer nevtrine in fotone). Nadalje, delci temne snovi izjemno slabo vplivajo na našo snov, sicer bi jih že zaznali v zemeljskih poskusih. Sledi področje hipotez. Najbolj verjetna (a nikakor ne edina!) hipoteza se zdi, da so delci temne snovi 100–1000-krat težji od protona in da je njihova interakcija z navadno snovjo po intenzivnosti primerljiva z nevtrinom. V okviru te hipoteze najde sodobna gostota temne snovi preprosto razlago: delci temne snovi so se v zelo zgodnjem vesolju intenzivno ustvarjali in uničevali pri supervisokih temperaturah (približne vrednosti 10 15 stopinj) in nekateri med njimi so preživeli do danes. Z navedenimi parametri teh delcev je njihovo trenutno število v vesolju točno toliko, kot je potrebno.

Ali lahko pričakujemo odkritje delcev temne snovi v bližnji prihodnosti v zemeljskih razmerah? Ker danes narave teh delcev ne poznamo, je na to vprašanje nemogoče povsem enoznačno odgovoriti. Vendar se obeti zdijo zelo optimistični.

Obstaja več načinov za iskanje delcev temne snovi. Eden od njih je povezan s poskusi na bodočih visokoenergijskih pospeševalnikih in trkalnikih. Če so delci temne snovi res 100–1000-krat težji od protona, potem se bodo rodili v trkih navadnih delcev, pospešenih v trkalnikih do visokih energij (energije, ki jih dosegajo obstoječi trkalniki, za to niso dovolj). Neposredni obeti tukaj so povezani z velikim hadronskim trkalnikom (LHC), ki se gradi v mednarodnem centru CERN blizu Ženeve in bo proizvajal trčne žarke protonov z energijo 7x7 teraelektronvoltov. Povedati je treba, da so po danes priljubljenih hipotezah delci temne snovi le en predstavnik nove družine osnovnih delcev, zato lahko skupaj z odkritjem delcev temne snovi upamo na odkritje celega razreda novih delcev in novih interakcije v pospeševalnikih. Kozmologija kaže, da svet osnovnih delcev še zdaleč ni izčrpan z znanimi "opekami"!

Drugi način je registracija delcev temne snovi, ki letijo okoli nas. Nikakor jih ni malo: z maso, ki je enaka 1000 masam protona, bi moralo biti teh delcev v kubičnem metru tukaj in zdaj 1000. Težava je v tem, da zelo slabo delujejo z navadnimi delci, snov je zanje prozorna. Vendar pa delci temne snovi občasno trčijo z atomskimi jedri in upamo, da je te trke mogoče registrirati. Išči v tej smeri

Nazadnje, drug način je povezan z registracijo produktov anihilacije delcev temne snovi med seboj. Ti delci naj bi se kopičili v središču Zemlje in v središču Sonca (snov je zanje praktično prozorna in lahko padejo v Zemljo ali Sonce). Tam se medsebojno izničijo, pri tem pa nastanejo drugi delci, tudi nevtrini. Ti nevtrini prosto prehajajo skozi debelino Zemlje ali Sonca in jih je mogoče registrirati s posebnimi napravami - nevtrinskimi teleskopi. Eden od teh nevtrinskih teleskopov se nahaja v globinah Bajkalskega jezera (NT-200, riž. 8 ), drugo (AMANDA) - globoko v ledu na južnem polu.

Kot je prikazano v riž. devet , nevtrino, ki prihaja na primer iz središča Sonca, lahko z majhno verjetnostjo doživi interakcijo v vodi, zaradi česar nastane nabit delec (mion), katerega svetloba se posname. Ker je interakcija nevtrinov s snovjo zelo šibka, je verjetnost takega dogodka majhna, zato so potrebni detektorji zelo velike prostornine. Na južnem tečaju se je zdaj začela gradnja detektorja s prostornino 1 kubičnega kilometra.

Obstajajo tudi drugi pristopi k iskanju delcev temne snovi, na primer iskanje produktov njihovega uničenja v osrednjem delu naše Galaksije. Katera od teh poti bo prva uspela, bo pokazal čas, v vsakem primeru pa bo odkritje teh novih delcev in študija njihovih lastnosti velik znanstveni dosežek. Ti delci nam bodo povedali o lastnostih vesolja 10–9 s (milijardinko sekunde!) po velikem poku, ko je bila temperatura vesolja 10 15 stopinj in so delci temne snovi intenzivno sodelovali s kozmično plazmo.

6. Temna energija

Temna energija je veliko bolj čudna snov kot temna snov. Za začetek se ne zbira v kepe, ampak se enakomerno »razlije« po vesolju. V galaksijah in jatah galaksij ga je toliko kot zunaj njih. Najbolj nenavadno je, da temne energije v določenem smislu ne doživljamo antigravitacija. Povedali smo že, da sodobne astronomske metode ne morejo le izmeriti trenutne hitrosti širjenja vesolja, temveč tudi ugotoviti, kako se je spreminjala skozi čas. Astronomska opazovanja torej kažejo, da se vesolje danes (in v bližnji preteklosti) pospešeno širi: hitrost širjenja s časom narašča. To je pomen e in lahko govorimo o antigravitaciji: običajna gravitacijska privlačnost bi upočasnila recesijo galaksij, v našem vesolju pa se je izkazalo ravno nasprotno.

Takšna slika na splošno ni v nasprotju s splošno teorijo relativnosti, vendar mora imeti temna energija za to posebno lastnost - negativni tlak. To ga močno razlikuje od običajnih oblik snovi. Ne bi bilo pretirano reči naravo temne energije in je glavna skrivnost temeljne fizike XXI stoletja.

Eden od kandidatov za vlogo temne energije je vakuum. Energijska gostota vakuuma se s širjenjem vesolja ne spreminja, kar pomeni podtlak vakuuma. Drugi kandidat je novo superšibko polje, ki prežema celotno vesolje; zanj se uporablja izraz "kvintesenca". So še drugi kandidati, a v vsakem primeru je temna energija jaza nekaj povsem nenavadnega.

Drug način za razlago pospešenega širjenja vesolja je domneva, da se sami zakoni gravitacije spreminjajo glede na kozmološke razdalje in kozmološke čase. Takšna hipoteza še zdaleč ni neškodljiva: poskusi posplošitve splošne teorije relativnosti v tej smeri naletijo na resne težave.

Očitno, če je takšna posplošitev sploh možna, potem bo povezana z idejo o obstoju dodatnih dimenzij prostora poleg treh dimenzij, ki jih zaznavamo v vsakdanji izkušnji.

Na žalost trenutno ni načinov neposrednega eksperimentalnega preučevanja temne energije v zemeljskih razmerah. To seveda ne pomeni, da se nove briljantne ideje v tej smeri ne morejo pojaviti v prihodnosti, a danes so upanja za razjasnitev narave temne energije in (ali splošneje razlogov za pospešeno širjenje vesolja) velika. povezana izključno z astronomskimi opazovanji in s pridobivanjem novih, natančnejših kozmoloških podatkov. Natančno moramo ugotoviti, kako se je vesolje razširilo na relativno pozni stopnji njegovega razvoja, in upajmo, da nam bo to omogočilo izbiro med različnimi hipotezami.

To je približno pri opazovanju supernov tipa 1a.

Sprememba energije in s spremembo prostornine je določena s tlakom, Δ E = -strΔ V. Ko se vesolje širi, energija vakuuma raste skupaj z volumnom (energijska gostota in je konstantna), kar je mogoče le, če je vakuumski tlak negativen. Upoštevajte, da nasprotni predznaki tlaka, energije in vakuuma sledijo neposredno iz Lorentzove invariance.

7. Zaključek

Kot se pogosto zgodi v znanosti, je spektakularen napredek v fiziki delcev in kozmologiji sprožil nepričakovana in temeljna vprašanja. Danes ne vemo, kaj sestavlja glavnino snovi v vesolju. Le ugibamo lahko, kakšni pojavi se dogajajo na ultra majhnih razdaljah in kakšni kvečjemu procesi so se odvijali v vesolju zgodnje faze njena evolucija. Zanimivo je, da bo na mnoga od teh vprašanj odgovorjeno v dogledni prihodnosti - v 10-15 letih, morda celo prej. Naš čas je čas korenitih sprememb v pogledu na naravo in tu glavna odkritja šele prihajajo.

DISKUSIJA

18. april 2005 09:32 | rykov

Predavanje Valerija Anatolijeviča Rubakova mi je bilo zelo všeč. Prvič slišim predavanje, ki ne temelji na teoriji, temveč na opazovanih podatkih. Znano je, da lahko obstaja več teorij, ki pojasnjujejo pojave in si celo nasprotujejo. Poleg tega se navedeni podatki ujemajo s hipotezami o naravi gravitacije in antigravitacije v obliki naboja in magnetno-masne "vakuumske" strukture. Presežni naboj "vakuuma" je vir Coulombove privlačnosti med snovnimi telesi in hkrati vir odbojnih sil istoimenskega električnega naboja. To odbijanje opazimo v obliki širjenja vesolja - na začetku je bilo hitro zaradi visoke gostote naboja, zdaj pa je upočasnjeno zaradi prisotnosti okoli 2000 Coulomb/m^3. "Temna" materija v hipotezah e obstaja v obliki magnetno-masnega kontinuuma kot vir mase realnih delcev in tokov magnetne indukcije.

18.04.2005 15:12 | grečiškin

18.04.2005 16:40 | Markab

Predavanje je bilo neverjetno. Samo velik problem z opazovalnim gradivom. Od začetka so vzeli temno snov s stropa, da bi pojasnili pomanjkanje opazovane mase galaksij, nato pa so, da bi pojasnili opazovano širjenje vesolja, uvedli temno energijo. Lastnosti temne snovi so bile razložene zelo logično: ne vstopa v močno interakcijo (to pomeni, da se ne more združiti v težje elemente), je električno nevtralna, zelo šibko interagira z navadno snovjo (kot nevtrino torej je slabo zaznaven) in ima zelo veliko mirovalno maso. Verjetno je govornik potreboval veliko mirovalno maso, da bi pojasnil, zakaj tega delca doslej še niso odkrili. Takih pospeševalnikov preprosto še ni. In če bi bili, bi jih zagotovo našli. Potrebujete skrito maso - dobite jo. Situacija je kot z etrom v starih časih.
Opazovalni material dejansko kaže, da galaktični halo vsebuje snov, ki je teleskopi ne zaznajo. Vprašanje "Kaj bi lahko bilo?" zaenkrat ostaja odprto, a zakaj razlagati problem skrite mase v smislu družine novih delcev?
Glede temne energije in. Širjenje vesolja je opazno dejstvo, ki še ni pojasnjeno, a tudi ni novo. Za razlago širjenja vesolja avtor potrebuje temno energijo. Matematično je odboj snovi uvedel Einstein v obliki lambda člena, zdaj pa fizikalno razlagamo lambda člen s temno snovjo. Eno nerazumljivo - skozi drugo. Tu se je v Newtonovi filozofiji od Boga zahtevalo, da pojasni stabilnost tirnic planetov, saj bi v nasprotnem primeru morali planeti zaradi gravitacije pasti v Sonce. Tukaj je bil Bog imenovan temna energija.
Nič manj zanimivo ni ravnovesje energije v sodobnem vesolju. Celotni snovi je torej dodeljenih manj kot 10 %, 25 % energije odpade na delce, ki si jih je izmislil govornik, no, vse ostalo je temna energija. Kot so izračunali: vesolje je evklidsko -> hitrost širjenja je znana-> uporabimo splošno relativnost = dobimo skupno energijo vesolja.
Od tega, kar so prejeli, so vzeli energijo ...

18.04.2005 16:43 | Markab

NADALJEVANJE
Dobljenemu so odvzeli energijo opazovani snovi, preostalo energijo pa razdelili med odbojno silo (temno energijo) in manjkajočo maso (temno snov).
Začnimo z evklidsko naravo vesolja. Evklidsko naravo vesolja je treba dokazati na več neodvisnih načinov. Predlagana metoda je neprepričljiva v tem, da je trenutek prehoda plazemskega plina vesolja mogoče oceniti v najboljšem primeru s faktorjem 2 v eno ali drugo smer. Ali bo potemtakem vesolje evklidsko, če vzamemo, da je velikost celice 150 ali 600 tisoč svetlobnih let? Najverjetneje ne. To pomeni, da tudi splošne relativnosti ni mogoče uporabiti za oceno celotne energije v vesolju.

19.04.2005 19:58 | rykov

V katerem koli izidu Markovih protiargumentov opazimo neverjetno sovpadanje med "temno" snovjo in kontinuumom magnetne mase, med "temno" energijo in strukturo naboja "fizičnega vakuuma". Zato menim, da je nova beseda v kozmologiji skoraj neposredna potrditev širjenja svetlobe in gravitacije v vesolju. To je zelo dobro ujemanje.

19.04.2005 23:10 | Alex1998

V redu, obesite ljudem na ušesa o "neverjetnih naključjih". Ste že pozabili, kako so vas v ru.science pomolili z nosom? Tam ne boste videli nobenih naključij ne samo s "temno" snovjo, ampak tudi s šolskim tečajem fizike.

Čeprav je posnetek seveda redek v svoji predrznosti ... In že sem uspel zmerjati Maldaceno in potrepljati Ginsburga po rami ...

10. junij 2005 15:15 | rykov

Je to Lukjanov?
Preberite to: "Hitrost gravitacije"
http://www.inauka.ru/blogs/article54362/print.html
Za vaše samoizobraževanje. Na splošno je stanje v fiziki zelo čudno. Ob tej priložnosti:
1. Širjenje svetlobe (EMW) je nemogoče v vakuumu brez električnih nabojev. Fizika trdi nasprotno, nasprotuje materialnosti vesolja. Morda je to glavna napaka fizikalne teorije.
2. Postulat o nespremenljivosti svetlobne hitrosti za vesolje vodi do naslednjega izkrivljanja materialnosti našega sveta: potrebe po uvedbi dilatacije časa za razlago opazovanih pojavov. Brez tega vnašanja sprememb v teku časa je vsaka interpretacija podatkov izkušenj sploh nemogoča.
3. Ukrivljenost prostora kot model gravitacije in vztrajnosti vodi tudi v zanikanje materialne osnove gravitacije. S tem je kršena univerzalna vrednost števila pi v fiziki, ki se uresničuje le v neukrivljenem prostoru.

To so verjetno glavne zmote v fiziki. Vse drugo lahko dojemamo kot stroške vse večjega razumevanja ustroja sveta. Celotna kompleksnost situacije idealizma v fiziki je posledica dejstva, da rezultati opazovanj in poskusov "potrjujejo" fizikalne teorije. Problem je v načinu interpretacije opazovanj in eksperimentov, ki mora biti v primeru zmotnosti in resničnosti teorije različen. V esejih se poskuša popraviti interpretacija v fiziki, nasprotuje interpretacijam z nematerialističnih pozicij. Zato mora biti drugi (zadostni) pogoj vsake fizikalne teorije njena materialistična veljavnost. Na primer, vsa sklicevanja na možnost prenosa fizičnih interakcij ali prenosa tako imenovanih fizičnih polj v praznino so brez materialne osnove. Ustrezne dele teoretične fizike je treba popraviti ob upoštevanju materialnosti sveta.

19.04.2005 19:58 | rykov

20. april 2005 12:07 | Markab

Poleg že povedanega je v avtorjevem razmišljanju o temni snovi poročilo še eno »temno mesto«.
1) Iz rezultatov opazovanja glej sl. 7 poročila izhaja, da se izmerjena hitrost vrtenja zvezd z oddaljenostjo od jedra galaksije izkaže za večjo od izračunane. Na sl. 7 so označeni kot "opazovanja" in "brez temne snovi" (Žal maksimum krivulje "opazovanja" ni prikazan, vidna je njena ~logaritemska rast). Avtor opaženo »povečano« hitrost pojasnjuje s prisotnostjo temne snovi v naši galaksiji. Na sl. Slika 6(desno) prikazuje primer rekonstrukcije gravitacijskega polja iz opazovanja mikrolenziranja na sl. 6 (levo). Nastalo gravitacijsko polje je skupno polje, h kateremu prispevata opazovana snov in temna snov. Iz sl. 6(desno) sledi, da je temna snov razporejena po galaksiji na enak način kot navadna snov – koncentrirana je skupaj z vidno snovjo: v galaktičnem jedru, zvezdnih kopicah, zvezdah in temnih oblakih.
2) Iz sl. 5 sledi, da je temne snovi približno 5-krat več kot navadne snovi. To pomeni, da je ona tista, ki odločilno prispeva k gravitacijski interakciji. Ta snov mora biti v Soncu, v Zemlji in v Jupitru itd.
3) V sončnem sistemu se hitrost planetov ne povečuje z oddaljenostjo od Sonca, ampak se zmanjšuje. Poleg tega ni lokalnega maksimuma hitrosti planetov z oddaljenostjo od Sonca. Zakaj je v Galaksiji drugače? Protislovje??
KAJ LAHKO TO POMENI?
A) Temna snov v avtorjevi interpretaciji NE OBSTAJA. Za razlago »povečane« hitrosti vrtenja zvezd v galaksiji je treba iskati navadno snov, ki se lahko skriva v molekularnih oblakih, črnih luknjah, ohlajenih nevtronskih zvezdah in belih pritlikavkah.
B) Temna snov v interpretaciji avtorja OBSTAJA. Tega ne opazimo, ker smo navajeni. Mimogrede, dober način shujšati je bolje kot kateri koli herbalife: iztisnite temno snov in postanite 5-krat lažji!

21. april 2005 13:42 | Markab

Povzemimo sklepanje o temni snovi. Razlaga temne snovi na način, kot ga predlaga govornik, neizogibno vodi v revizijo celotne evolucije zvezd.
Torej, po avtorjevih izjavah je temna snov: delec z maso 100-1000 mas mirovanja protona, ki nima električnega naboja, sodeluje v gravitacijski interakciji in ne sodeluje v močni interakciji. Z navadno snovjo reagira šibko, približno tako kot nevtrino. Upošteva določen ohranitveni zakon, ki preprečuje razpad takšnega delca.
Masa temne snovi je približno 5-krat večja od mase navadne snovi. (Po poročilu). Temna snov je koncentrirana v istih središčih kot navadna snov – jedra galaksij, zvezdne kopice, zvezde, meglice itd. (Po poročilu).
ASTROFIZIČNE POSLEDICE (vnosi temne snovi)
1) Na zvezdah so izpolnjeni pogoji radiacijskega ravnovesja z gravitacijo. Sevanje se sprošča kot posledica jedrskih reakcij snovi zvezde. Temna snov v zvezdi jo gravitacijsko stisne, vendar ne sodeluje pri jedrskih reakcijah. Zato hipotetični vnos temne snovi v zvezdo, ob upoštevanju ohranjanja njene mase, vodi do dejstva, da se količina snovi, ki lahko sodeluje v jedrskih reakcijah, večkrat zmanjša. To pomeni, da se življenjska doba zvezde skrajša za nekajkrat (!) To ni res, četudi samo na primeru našega Sonca, ki uspešno obstaja približno 5 milijard let in bo še obstajalo enako dolgo.
2) V procesu evolucije se delež temne snovi na zvezdi povečuje, saj delci z maso (100-1000 Mr) ne bodo zapustili zvezde niti zaradi zvezdnega vetra niti zaradi izmeta lupine. Poleg tega bo temna snov zaradi svoje mase skoncentrirana v jedru zvezde. To pomeni, da mora biti na koncu zvezdne evolucije, ko se zvezda spremeni v belo pritlikavko ali nevtronsko zvezdo, velika večina njene mase sestavljena iz temne snovi! (Poleg tega ni znano, kakšni statistiki se (TM) pokorava in kakšne lastnosti ima.) To pa bi moralo spremeniti mejo ...

21. april 2005 13:44 | Markab

To pa bi moralo spremeniti Chandrasekharjevo mejo za bele pritlikavke in Openheimer-Volkovo mejo za nevtronske zvezde. Vendar eksperimentalno ni opaziti nobenega premika mase Chandrasekharjeve meje bele pritlikavke - nevtronske zvezde.
Oba argumenta še enkrat prepričata, da temna snov v interpretaciji gospoda Rubakova preprosto ne obstaja.

21.04.2005 22:18 | Algen

27. april 2005 10:10 | Markab

Proces kondenzacije snovi ni odvisen od absolutne hitrosti snovi (hitrosti vrtenja okoli jedra galaksije), temveč od relativne, tj. hitrost, s katero se delci temne snovi premikajo glede na navadno snov. Kar zadeva absolutno vrednost hitrosti 100-200 km / s, ta vrednost ni velika. Na primer, hitrost gibanja snovi okoli jedra v bližini Sonca je približno 250 km/s, kar nikakor ne vpliva na proces nastajanja zvezd.

20. april 2005 00:33 | glasovi

Spoštovani gospod Rubakov! Z zanimanjem sem prebral vaše predavanje, za kar sem vam zelo hvaležen. Ne bom šel v podrobnosti, za amaterja.
Gospod Rubakov. Imam vprašanje, na katerega ne dobim jasnega odgovora. Bistvo je to. Recimo, da obstaja določena masa, okoli katere se vrtijo druge mase na razdalji milijonov svetlobnih let. Predpostavimo hipotetični primer: maso, okoli katere se vrtijo druge mase, je v tisoč letih pogoltnila črna luknja. Recimo približno, da je razlog za privlačnost rotacijskih teles izginil / jasno je, da temu sploh ni tako. To ni bistvo. / Toda telesa, ki se gibljejo s pospeškom, se bodo gibala z enakim pospeškom tisoče let. Dokler do njih ne pride motnja grav-polja. Izkazalo se je, da so te tisoče let množice komunicirale s poljem? In polje jih je pospešilo? Če pa je tako, potem po teoriji interakcije kratkega dosega neizogibno sledi, da pospeševalna telesa najprej interagirajo z gravitacijskim poljem, se od njega "odbijejo". Zato ima polje gibalno količino in s tem maso. Kar je samodejno enako masi telesa, ki ga pospeši polje. Če pa je tako, potem to pomeni, da je v vesolju poleg mase opazovane snovi natanko enaka skrita masa gravitacijskega polja. Poleg tega sile, ki delujejo na to polje, ne delujejo na točko, ampak se razprostirajo v neskončnost. Intuitivno se čuti, da je ta masa lahko razlog za širjenje vesoljskega prostora, ker se očitno odbija.
Ne bom fantazirala. Zanima me le vaše mnenje o teh argumentih, četudi so nepristranski. Sem amater, zato mi uničujoče kritike mojega slovesa nikakor ne bodo škodile. V njeni odsotnosti.
S spoštovanjem.
glasovi

20. april 2005 09:03 | rykov

Dragi glas! Tudi jaz sem amater in ne sprejemam svojega odgovora kot zamenjavo za spoštovanega Valerija Anatoljeviča. Zdi se mi, da če bo odgovoril, potem na vse pripombe hkrati. Moj odgovor najdete na straneh:
ŠIRJENJE SVETLOBE IN GRAVITACIJE V VESOLJU
http://www.inauka.ru/blogs/article41392.html
in
Ključ do razumevanja vesolja NOVO! 27/12/2004
http://www.worldspace.narod.ru/ru/index.html

21. april 2005 09:03 | rykov

21. april 2005 11:52 | glasovi

21.04.2005 22:16 | Algen

Začnimo z dejstvom, da če osrednjo maso pogoltne črna luknja, se gravitacijskemu polju na daljavo ne bo zgodilo nič. Tako je bilo in tako bo ostalo.

Vendar je vaše razmišljanje pravilno. Resnično oddaljeni objekti interagirajo z gravitacijskim poljem in dokler do njih ne pridejo signali o spremembah središča dogajanja, se bodo premikali kot prej. V nasprotnem primeru bi prišlo do kršitve vzročnosti.

Pravilno sklepate, da ima gravitacijsko polje energijo in gibalno količino. Res je fizično polje. Neutemeljen in napačen pa je sklep, da je ta energija (masa) "samodejno" enaka nečemu.

Na splošno je vprašanje energije in gravitacijskega polja precej zmedeno. Glede tega imajo strokovnjaki različna mnenja. To pomeni, da nihče ne trdi o samem dejstvu prisotnosti energije, vendar ni povsem jasno, kako natančno navesti, kje je ta energija lokalizirana. Penrose o tem precej dobro piše v The New Mind of the King. Priporočam v branje. Sem v Universe7.files/f_line.gif">

Dragi Algen! Nadaljujmo z dejstvom, da bo črna luknja, ki je pogoltnila osrednjo maso, spremenila lastnosti novo nastale osrednje mase. Torej bo gravitacijsko polje po mojem mnenju sčasoma doživelo nekaj sprememb. O interakciji oddaljenih predmetov z gravitacijskim poljem. Nisem mislil, da je njegova masa samodejno enaka vsej zvezdni snovi. Verjel sem, da je masa zvezdne snovi samodejno vključena v maso gravitacijskega polja. Strinjam se, to je nekoliko drugačen pomen. O lokalizaciji energijskega in gravitacijskega polja. Po mojem mnenju je govoriti o tem več kot čudno. Energija, ki jo odlaga zvezdna snov v gravacijskem polju, se širi v neskončnost. Ker pa vendarle "prihaja" iz diskretnih teles, najverjetneje doživlja medsebojno odbijanje, kar je eden od razlogov za širjenje vesolja. Seveda so to le hipoteze. Toda če predpostavimo, da je tako, potem lahko interakcije teh mas/energij opišemo z geometrijo Lobačevskega. Zanimivo, zakon medsebojnega univerzalnega odbijanja, podoben našemu zakonu univerzalne gravitacije, kako se lahko zapiše vanj?
Seveda to trditev obravnavam kot hipotezo, npr.
Hvala za informacije o Penrosovi knjigi. Bom pogledal. Če imate informacije kje in kako najti, bom zelo hvaležen.

06.05.2005 22:16 | Alex1998

15.05.2005 10:50 | Michael

Tudi v Naravi ne obstaja nobena temna snov, kaj šele temna energija – prej je tema v možganih, ki z zavidljivo vztrajnostjo poskuša »pripeti« vesolje na obstoječe smešne relativistične teorije. Seveda je narava polna tudi mnogih drugih vrst sevanja, doslej neznanih znanosti, vključno z glavnim - gravitonom. Gvitonska snov zapolnjuje celotno vesolje in predstavlja pomemben delež njegove mase, vendar ta snov sama po sebi nima gravitacije (ampak jo ustvarja!). V vesolju ni antigravitacije – narava je ne potrebuje. Koncept antigravitacije je plod nepremišljenosti.

23.05.2005 06:30 | kpuser

Avtorja in bralce opozarjam, da se narava temne snovi, ki je v članku predstavljena kot "glavna skrivnost fundamentalne fizike 21. stoletja", zlahka razkrije v okviru neoklasičnega koncepta fizike, ki temelji na opis prostega gibanja nenaelektrenih teles s posplošeno Lorentzovo enačbo. Ta enačba predstavlja dve klasični sili: Newtonovo vztrajnostno silo telesa in posplošeno Lorentzovo silo, ki upošteva elastično interakcijo telesa z lastnim fizičnim ali silnim poljem.
Rešitev enačbe kaže na magnetno naravo gravitacije in vodi do dveh oblik zakona univerzalne gravitacije. Eden od njih - tradicionalni Newtonov - je uporaben za lokalne vesoljske strukture, kot je sončni sistem, v katerem je gravitacija posledica medsebojnega privlačenja resničnih ali REALNIH mas snovi. Druga pa kaže, da se v velikih kozmičnih strukturah, kot so galaksije in njihove kopice, pojavljajo antigravitacijski pojavi zaradi medsebojnega odbijanja NAMIŠLJENIH mas, v katerih prevladuje masa polj sile ali TEMNA SNOVI. Več informacij o tem lahko najdete na naši spletni strani: http://www.livejournal.com/commu jaz sem v vesolju7.files/elementy">

Maximu Chicagu
Pa bi lahko tako rekoč »dopisovali«: svojo »sodbo« utemeljili z ustreznimi argumenti? Kaj točno vidite kot "antifizika" v mojem delu? Ali pa tako ocenjujete posplošeno Lorentzovo enačbo, na kateri vam je uspelo zgraditi skoraj popolno zgradbo sodobne fizike? Prosim razloži.
K. Agafonov

08.06.2005 16:40 | Che

Avtorske pravice spletnega mesta Fornit