Mangitngit nga butang. Unom ka cosmological nga mga problema

Ang mga paglihok sa mga butang sa usa ka kosmiko nga sukod nagsunod sa maayo nga daan nga teorya ni Newton. Apan, ang pagkadiskobre ni Fritz Zwicky niadtong 30s ug ang misunod nga daghang obserbasyon sa lagyong mga galaksiya nga mas paspas nga nagtuyok kay sa ilang dayag nga masa nga gipakita, nag-aghat sa mga astronomo ug mga pisiko sa pagkuwenta sa masa sa mangitngit nga butang, nga dili direktang matino sa bisan unsang anaa nga mga obserbasyon. . sa among mga gamit. Ang balaodnon nahimo nga taas kaayo - gibanabana karon nga hapit 27% sa masa sa uniberso usa ka mangitngit nga butang. Kini labaw pa sa lima ka pilo kaysa sa "ordinaryo" nga butang nga magamit sa among mga obserbasyon.

Ikasubo, ang elementarya nga mga partikulo daw wala makakita sa paglungtad sa mga partikulo nga naglangkob niining misteryosong masa. Hangtud karon, wala pa namo kini makit-an o makamugna og mga high-energy beam sa nagbangga nga mga accelerator. Ang kataposang paglaom sa mga siyentista mao ang pagkadiskobre sa "sterile" nga mga neutrino, nga mahimong maglangkob sa itom nga butang. Bisan pa, hangtod karon ang mga pagsulay sa pag-ila kanila wala usab molampos.

ngitngit nga kusog

Tungod kay nadiskobrehan sa 90s nga ang pagpalapad sa Uniberso dili kanunay, apan paspas, gikinahanglan ang laing pagdugang sa mga kalkulasyon, niining panahona nga adunay kusog sa Uniberso. Kini mibalik nga sa pagpatin-aw niini nga acceleration, dugang nga enerhiya (i.e. masa, tungod kay sumala sa espesyal nga teorya sa relativity sila managsama) - i.e. itom nga enerhiya - kinahanglan nga naglangkob sa mga 68% sa Uniberso.

Kana nagpasabot nga labaw pa sa dos-tersiya sa uniberso gilangkoban sa... god knows what! Tungod kay, sama sa kaso sa madulom nga butang, wala pa naton makuha o masusi ang kinaiyahan niini. Ang uban nagtuo nga kini ang kusog sa vacuum, ang parehas nga kusog diin ang mga partikulo "gikan sa wala" makita ingon usa ka sangputanan sa mga epekto sa quantum. Ang uban nagsugyot nga kini mao ang "quintessence", ang ikalima nga puwersa sa kinaiyahan.

Adunay usab usa ka pangagpas nga ang cosmological nga prinsipyo dili molihok sa tanan, ang Uniberso dili managsama, adunay lainlaing mga densidad sa lainlaing mga lugar, ug kini nga mga pag-usab-usab nagmugna sa ilusyon sa pagpadali sa pagpalapad. Sa kini nga bersyon, ang problema sa ngitngit nga enerhiya mahimo’g usa lamang ka ilusyon.

Gipaila ni Einstein sa iyang mga teyoriya - ug dayon gitangtang - ang konsepto kanunay nga kosmolohiyanakig-uban sa mangitngit nga enerhiya. Ang konsepto gipadayon sa quantum mechanics theorists nga misulay sa pag-ilis sa ideya sa cosmological constant. quantum vacuum field enerhiya. Bisan pa, kini nga teorya naghatag 10¹²⁰ dugang nga enerhiya kay sa gikinahanglan aron mapalapad ang uniberso sa gikusgon nga atong nahibaloan...

inflation

Teorya inflation sa kawanangan kini nagpatin-aw sa usa ka daghan nga makatagbaw, apan nagpaila sa usa ka gamay (okay, dili gamay alang sa tanan) nga problema - kini nagsugyot nga sa sayong bahin sa iyang paglungtad ang katulin sa pagpalapad niini mas dako pa kay sa gikusgon sa kahayag. Kini magpatin-aw sa makita karon nga istruktura sa mga butang sa kosmiko, ang ilang temperatura, kusog, ug uban pa. Ang punto, bisan pa, mao nga wala pa makit-an ang mga timailhan sa kini nga karaan nga panghitabo.

Ang mga tigdukiduki sa Imperial College London, London ug ang Unibersidad sa Helsinki ug Copenhagen gihulagway sa 2014 sa Physical Review Letters kung giunsa sa grabidad ang naghatag sa kalig-on nga gikinahanglan alang sa uniberso nga makasinati og grabe nga inflation sayo sa pag-uswag niini. Ang team nag-analisar interaksyon tali sa mga partikulo sa Higgs ug grabidad. Gipakita sa mga siyentista nga bisan ang gamay nga interaksyon sa kini nga klase makapalig-on sa uniberso ug makaluwas niini gikan sa katalagman.

Graph sa gikusgon sa pagtuyok sa spiral galaxy M33

"Ang sumbanan nga modelo sa elementarya nga pisika sa partikulo, nga gigamit sa mga siyentista sa pagpatin-aw sa kinaiyahan sa elementarya nga mga partikulo ug sa ilang mga interaksyon, wala pa makatubag sa pangutana kung nganong ang Uniberso wala dayon nahugno human sa Big Bang," miingon ang propesor. Artu Rajanti gikan sa Physics Department sa Imperial College. "Sa among pagtuon, gipunting namon ang wala mailhi nga parameter sa Standard Model, nga mao, ang interaksyon tali sa mga partikulo sa Higgs ug grabidad. Kini nga parameter dili masukod sa mga eksperimento sa particle accelerator, apan kini adunay kusog nga impluwensya sa pagkawalay kalig-on sa mga partikulo sa Higgs sa panahon sa inflation phase. Bisan ang gamay nga kantidad sa kini nga parameter igo na aron ipatin-aw ang rate sa pagkaluwas. ”

Usa ka web sa ngitngit nga butang nga gilamdagan sa usa ka quasar

Ang ubang mga eskolar nagtuo nga ang inflation, sa higayon nga kini magsugod, lisud nga hunongon. Sila mihinapos nga ang sangpotanan niini mao ang paglalang sa bag-ong mga uniberso, nga pisikal nga nahimulag sa ato. Ug kini nga proseso magpadayon hangtod karon. Ang multiverse nagpatungha gihapon og bag-ong mga uniberso sa usa ka pagdali sa inflationary.

Pagbalik sa kanunay nga katulin sa kahayag nga prinsipyo, ang pipila ka mga teorista sa inflation nagsugyot nga ang katulin sa kahayag, oo, usa ka higpit nga limitasyon, apan dili kanunay. Sa unang panahon kini mas taas, nga nagtugot sa inflation. Karon kini nagpadayon sa pagkahulog, apan hinay kaayo nga kita dili makamatikod niini.

Paghiusa sa mga Interaksyon

Ang kasamtangang balanse sa ordinaryong butang, ngitngit nga butang ug ngitngit nga kusog

Ang Standard Model, samtang naghiusa sa tulo ka matang sa pwersa sa kinaiyahan, wala maghiusa sa huyang ug lig-on nga interaksyon sa katagbawan sa tanang siyentista. Ang grabidad nagpadaplin ug dili pa maapil sa kinatibuk-ang modelo sa kalibutan sa elementarya nga mga partikulo. Ang bisan unsang pagsulay sa pagpasig-uli sa grabidad sa quantum mechanics nagpaila sa hilabihan ka infinity sa mga kalkulasyon nga ang mga equation mawad-an sa ilang bili.

quantum theory of gravity nanginahanglan usa ka paghunong sa koneksyon tali sa gravitational mass ug sa inertial mass, nga nahibal-an gikan sa prinsipyo sa pagkaparehas (tan-awa ang artikulo: "Unom ka Prinsipyo sa Uniberso"). Ang paglapas niini nga prinsipyo nagpahuyang sa pagtukod sa modernong pisika. Busa, ang ingon nga teorya, nga nagbukas sa dalan sa usa ka teorya sa mga damgo bahin sa tanan, mahimo usab nga makaguba sa pisika nga nahibal-an hangtod karon.

Bisan kung ang grabidad huyang kaayo aron mamatikdan sa gagmay nga mga timbangan sa mga interaksyon sa quantum, adunay usa ka lugar diin kini mahimong kusog nga igo aron makahimo usa ka kalainan sa mga mekaniko sa quantum phenomena. Kini itom nga mga buho. Bisan pa, ang mga panghitabo nga nahitabo sa sulod ug sa ilang gawas nga lugar gamay ra nga gitun-an ug gitun-an.

Pagpahimutang sa Uniberso

Ang Standard Model dili makatagna sa gidak-on sa mga pwersa ug mga masa nga mitungha sa kalibutan sa mga partikulo. Kita makakat-on mahitungod niini nga mga gidaghanon pinaagi sa pagsukod ug pagdugang data ngadto sa teorya. Ang mga siyentista kanunay nga nakadiskobre nga ang gamay nga kalainan sa gisukod nga mga kantidad igo na aron mahimo nga lahi ang hitsura sa uniberso.

Pananglitan, kini adunay pinakagamay nga masa nga gikinahanglan aron masuportahan ang lig-on nga butang sa tanan nga atong nahibal-an. Ang gidaghanon sa mangitngit nga butang ug enerhiya gibalanse pag-ayo aron mahimong mga galaksiya.

Usa sa labing makalibog nga mga problema sa pag-tune sa mga parameter sa uniberso mao ang bentaha sa butang kay sa antimatternga nagtugot sa tanan nga maglungtad nga lig-on. Sumala sa Standard Model, ang parehas nga kantidad sa butang ug antimatter kinahanglan nga himuon. Siyempre, gikan sa among panglantaw, maayo nga ang butang adunay bentaha, tungod kay ang managsama nga kantidad nagpasabot sa pagkawalay kalig-on sa Uniberso, nga giuyog sa mapintas nga mga pagbuto sa pagpuo sa duha ka matang sa butang.

Pagtan-aw sa multiverse nga adunay nagkalapad ug nagkontrata nga mga uniberso

Problema sa pagsukod

desisyon sukod quantum nga mga butang nagpasabot sa pagkahugno sa function sa balod, i.e. "pagbag-o" sa ilang estado gikan sa duha (ang iring ni Schrödinger sa dili matino nga kahimtang sa "buhi o patay") ngadto sa usa (nahibal-an nato kung unsa ang nahitabo sa iring).

Usa sa mas maisog nga mga pangagpas nga may kalabutan sa problema sa pagsukod mao ang konsepto sa "daghang mga kalibutan" - ang mga posibilidad nga atong pilion sa pagsukod. Ang kalibutan magkabulag sa matag gutlo. Busa, kita adunay usa ka kalibutan diin kita motan-aw sa usa ka kahon nga adunay usa ka iring, ug usa ka kalibutan diin kita dili motan-aw sa usa ka kahon nga adunay usa ka iring... Sa una, usa ka kalibutan diin ang iring nagpuyo, o usa sa nga wala niya buhii, ug uban pa d.

siya mituo nga adunay usa ka butang nga hilabihan nga sayup sa quantum mechanics, ug ang iyang opinyon dili angayng pakamenoson.

Upat ka pangunang interaksyon