Mis on must asi? Teooria Tumeaine

Kumb oli enne: kas kana või muna? On see lihtne küsimus teadlased üle maailma võitlevad aastakümneid. Sarnane tekib küsimus, milline oli alguses, ajal universumi loomisel. Ja kui see oli, et loomine või tsükliline või lõputu universumite? Mis on tume aine ruumi ja kuidas see erineb valge? Lõigates läbi erinevaid religiooni, proovige tulla vastused nendele küsimustele teaduslikust seisukohast. Viimastel aastatel on teadlased suutsid teha uskumatu. Tõenäoliselt esmakordselt ajaloos arvutused teoreetikut kokku arvutused eksperimentaalse füüsikud. Teadlastel mitmeid erinevaid teooriaid on esitatud aastate jooksul. Rohkem või vähem täpselt, empiiriliselt, mõnikord peaaegu teadusliku, kuid teoreetiline hinnangute veel kinnitanud katsed, mõned isegi hilineb rohkem kui kümme aastat (Higgsi boson, näiteks).

Tume aine - tume energia

Sellised teooriad on palju, nagu stringiteoorias teooria Suure Paugu (Big Bang) teooria tsüklilised universumite teooria paralleelset maailma, modifitseeritud Newtoni dünaamika (MOND), teooria statsionaarse universumi Hoyle jt. Praegu on aga üldtunnustatud teooria laieneb pidevalt ja arenevad universumi teesid, mis on hästi raames mõiste Big Bang. Seega kvaziempiricheski (t. E. empiiriliselt, kuid suurte tolerantse ja põhineb olemasoleval tänapäeva teooriate struktuuri mikrokosmosest), andmed saadi, et kõik teadaolevad mikroosakesi sisaldada ainult 4,02% kogumahust kogu universumi struktuurist. See niinimetatud "barüonite kokteili" või baryonic tähtis. Enamikku meie universum (üle 95%) - aine, mis planeerida, erineva koostisega ja omadused. See nn tumedat mateeriat ja energiat. Nad käituvad erinevalt: teistmoodi reageerida erinevate reaktsioonide ei ole kindlaks määratud olemasolevate tehniliste vahendite omadused, ei uuritud varem. Sellest saame järeldada, et mõni neist ainetest erinevate füüsikaseaduste (mitte-Newtoni füüsika, verbaalne analoog mitte-eukleidiline geomeetria), või meie tase teaduse ja tehnoloogia on veel algfaasis selle kujunemise.

Mis on barüonid?

Vastavalt kehtivale hetkel kohupiima-gluon mudel tugev vastasmõju elementaarosakeste vaid kuusteist (ja hiljuti avastatud Higgsi boson on kinnitanud): kuus tüüpi (fleyvorov) kvargid, gluons ja kaks kaheksa boson. Lisabarüone - raske elementaarosakeste tugeva vastasmõju. Kõige kuulsam neist - see on kvargid, prootonid ja neutronid. Pere ainete, mis erinevad taga, masside oma "värvi" ning mitmeid "lummus", "kummaline", on vaid ehituskivid, mida me nimetame baryonic tähtis. Must (tume) tähtis, on 21,8% kogu kompositsiooni universumi koosneb teiste osakestega ei eralda elektromagnetilist kiirgust ja ei reageeri seda. Seetõttu otsese vaatluse vähemalt ja ainult rohkem registreerimise selliste ainete vaja hakata mõistma oma füüsika ja seaduste ühtlustamiseks, mida nad on kohustatud. Paljud kaasaegsed teadlased praegu tegelevad selles äris teadusasutustes erinevates riikides.

Kõige tõenäolisem võimalus

Mis ained loetakse võimalik? Kõigepealt tuleb märkida, et on olemas ainult kaks võimalust. Vastavalt GR ja SRT (General ja erirelatiivsusteooria), koostise aine võib olla nii baryonic ja nonbaryonic tumeaine (must). Põhikooli- Suure Paugu teooria, mis tahes olemasolevate tähtis on esitatud kujul barüonid. See väide on tõendatud äärmiselt suure täpsusega. Praegu teadlased on õppinud lüüa osakeste tekitatud pärast minut lõhe erilisus, st pärast plahvatust superdense agregaatolekus, kehakaal, kipub lõpmatuseni ja mõõtmed keha, kalduvus null. Stsenaarium barüonite osakesi, kõige tõenäolisem, sest see koosneb neist ja nende poolt, jätkab laienemist meie universumis. Tume aine, Selle hüpoteesi kohaselt koosneb põhi, tavalised Newtoni füüsika osakeste, kuid mingil põhjusel, nõrgalt suheldes elektromagnetiliselt. See on põhjus, miks nad ei lahenda detektorid.

Mitte kõik nii sujuvalt

See stsenaarium sobib paljud teadlased, aga veel rohkem küsimusi kui vastuseid. Kui must ja valge asi esindatud ainult Lisabarüone kontsentratsioon valguse Lisabarüone osakaalu raske, kui tulemus ürgse nucleosynthesis, tuleb antud allikas Taevakeha Universumis. Jah, ja mitte katseliselt leitud, et on meie galaktika tasakaalus piisav arv suuri objekte gravitatsiooni, nagu mustad augud või neutrontähed, et tasakaalustada massi halo meie Linnutee. Kuid sama neutron stars, tume galaktika halo, must augud, valge, must ja pruun pöialpoissi (tähed eri etappidel oma elutsükli), tõenäoliselt osa tumeaine, mis moodustab tumeaine. Must energia võib täiendada ka täitmise, sealhulgas ennustatud hüpoteetilise objektide nagu preon ja Q-kohupiima tähte.

nonbaryonic kandidaadid

Teine stsenaarium eeldab mitte-baryonic alguses. Siin, nagu võib kandidaatide teha mitut liiki osakesi. Näiteks valgustada neutriinod, mille olemasolu on tõestanud teadlased. Kuid nende kaal, suurusjärgus üks sajandik ühele kümne eV (elektrone Volt), praktiliselt välistab nende võimaliku osakeste tõttu suletus vajalik kriitiline tihedus. Aga raske neutriinod, paaris raske leptonite vaevalt avalduvad nõrk vastasmõju normaaltingimustes. Sellised neutrinos nimetatakse steriilset nad oma maksimumraskus ühele kümnendikule eV tõenäolisem kandidaadid sobivad osakestena Tumeaine. Axions ja kosmiony kunstlikult sisestatud võrrandid füüsika, et lahendada probleeme quantum chromodynamics standardses mudeli järgi. Koos teiste stabiilne SUSY osakeste (SUSY-LSP) nad võivad kvalifitseeruda kandidaat, kuna see ei osale elektromagnetiline ja tugev vastasmõju. Kuid erinevalt neutriinod, nad on ikka hüpoteetiline selle olemasolu on ikka vaja tõestada.

Teooria Tumeaine

Puudumine universumi massist tekitab selles osas on erinevaid teooriaid, millest mõned on üsna rikkad. Näiteks teooria, et normaalne gravitatsiooni ei selgita kummaline ja ülemäära kiire pöörlemise tähte Spiraalgalaktikad. Sellistel kiirustel, oleksid nad lihtsalt lendas kaugemale see, kui mitte teatud osaluse jõud, mis registreeru ei ole veel võimalik. Teised teooriad selgitada võimetus saada teesid WIMP (massiivne osakeste elektroslabovzaimodeystvuyuschie partnerid elementaarne subparticles, SUSY ja ülirasket - st ideaalsed kandidaadid) maapinna tingimused, sest nad elavad n-mõõde muud kui suur tee meie, kolmemõõtmeline. Vastavalt Kaluza-Klein teooria, nagu mõõtmised ei ole meile kättesaadavad.

lenduvate tärni

Teine teooria kirjeldab, kuidas muutlike tähtede ja tumeaine suhelda. Läikiv nagu täht võib varieeruda mitte ainult tänu metafüüsiline toimuvate protsesside sees (pulseerimise chromospheric aktiivsus vabastamist silmapaistvuse ülevoolu ja Eclipse topelt star süsteeme, supernoova plahvatus), vaid ka seetõttu, anomaalsed omadused Tumeaine.

Warp mootorid

Vastavalt ühele teooria, tumeaine saab kasutada kütusena mootorid subprostranstvennyh kosmoselaev tegutsevad hüpoteetilise lõime tehnoloogia (WARP Engine). Potentsiaalselt need mootorid võimaldavad sõiduk liigub kiirusega kiiremini kui valguse kiirus. Teoreetiliselt nad suudavad kõver tühik ja laeva taga ja liigutada seda isegi kiiremini kui elektromagnetiliste lainete kiireneb vaakumis. Laev ise kohapeal ei kiirendades - kaardus ruumiline valdkonnas tema ees. Paljudel ulme lood kasutavad seda tehnoloogiat, näiteks saaga Star Trek.

Väljatöötamises Maa

Katsed luua ja vastu võtta musta lapiga kohapeal ei ole veel edu toonud. Praegu läbi eksperimente LHC (Large Hadron Collider), kus täpselt esmakordselt registreeritud Higgsi boson, samuti teiste, vähem võimas, sealhulgas lineaarne colliders otsima stabiilne, kuid nõrgalt suheldes elementaarosakeste elektromagnetiliselt partneritega. Siiski ei photino ega gravitino higsino audio, audio sneutrinos (Neutralino), samuti muud haledad (WIMP) ei ole veel saanud. Esialgsetel konservatiivse hinnangu teadlased, et toota üks milligramm Tumeaine Maal vajab samaväärne tarbitavast energiast Ameerika Ühendriigid aasta jooksul.