Wat is swarte matearje? De teory fan de donkere matearje

Dat kaam earst: de hin of it aai? Op dizze ienfâldige fraach wittenskippers om de wrâld binne striidt for tsientallen jierren. In soartgelikense fraach ûntstiet as oan wat wie yn it begjin, yn de tiid fan ûntstean fan it hielal. En as it wie, dat de skepping fan, of Cyclische of einleaze universums? Wat is donker matearje yn romte en hoe't it ôfwykt fan de wite? Cutting troch ferskillende soarten fan religy, besykje om te kommen ta de antwurden op dizze fragen út in wittenskiplike eachpunt. De ôfrûne pear jier, wittenskippers wienen by steat om te leauwen. Nei alle gedachten de earste kear yn de skiednis fan de berekkenings fan teoretyske natuerkundigen iens mei de berekkenings fan eksperimentele natuerkundigen. De wittenskiplike mienskip in oantal ferskillende teoryen binne presintearre troch de jierren hinne. Mear of minder sekuer, empirically, soms kwasy-wittenskiplik, mar de teoretyske rûzings waarden noch befêstige troch eksperiminten, guon sels mei in fertraging fan mear as ien tsien jier (de Higgs boson, bygelyks).

Dark matearje - donker enerzjy

Sokke teoryen binne in soad, sa as string teory, de teory fan de oerknal (Big Bang), de teory fan Cyclische universums, de teory fan parallelle universums, oanpast Newtonian dynamiek (Mond), de teory fan in Stationary universum Hoyle en oaren. Op it stuit, lykwols, algemien akseptearre teory wurdt hieltyd útwreidzjende en wurding hielal, proefskriften dy't goed yn it ramt fan it konsept fan de oerknal. Sa kvaziempiricheski (t. E. Empirically, mar mei grutte tolerances en op grûn fan besteande moderne teorieën fan 'e struktuer fan' e Microcosm), gegevens waarden krige dat alle bekende microparticles teffens mar 4.02% fan 'e totale folume fan de hiele struktuer fan it hielal. Dit saneamde 'baryon cocktail ", of baryonic matearje. Lykwols, it grutste part fan ús hielal (mear as 95%) - in stof dat plan, ferskillende gearstalling en eigenskippen. Dit saneamde tsjuster saak en tsjustere enerzjy. Se gedrage oars: in oare manier om te reagearjen oan ferskate soarten reaksjes wurde net reparearre troch besteande technyske middels om te eksposearjen eigenskippen net studearre earder. Ut dit kinne wy konkludearje dat ien fan dizze stoffen binne ûnderwurpen oan ferskillende wetten fan de natuerkunde (net-Newtonian fysika, it ferbaal analoog fan net-Euclidean mjitkunde), of ús nivo fan wittenskip en technology is noch altyd op it earste stadium fan syn opstelling.

Wat is de baryons?

Neffens de besteande op it momint fan 'e quark-gluon model fan sterke ynteraksjes fan legere dieltsjes allinnich sechstjin (en de resinte ûntdekking fan de Higgs boson wurdt befêstige): seis types (fleyvorov) kwarks, gluons en twa acht boson. Baryons - in swiere legere dieltsje fan de sterke ynteraksje. De meast ferneamde dêrfan - it is de kwarks, protoanen en neutroanen. Famylje fan stoffen dy't ferskille yn 'e rêch, de massa fan har "kleur", en it oantal "tsjoen", "frjemd", binne krekt de boustiennen fan wat wy neame baryonic matearje. Swart (dark) matearje, is 21.8% fan de totale gearstalling fan it hielal bestiet út oare dieltsjes net emit elektromagnetyske strieling en net reagearje mei. Dêrom, foar direkte waarnimming op in minimale, mar allinne mear sa foar de registraasje fan sokke stoffen moatte begjinne te begripen harren natuerkunde en harmonisearjen wetten dêr't se binne ûnderwerp. In soad moderne wittenskippers binne op it stuit dwaande yn dizze saken yn it ûndersyk ynstituten fan ferskillende lannen.

De meast wierskynlik opsje

Hokker stoffen wurde beskôge as mooglik? Om te begjinnen, dan moat sein wurde dat der mar twa mooglikheden. Neffens GR en SRT (Algemien en Special Relativity), de gearstalling fan de stof kin wêze sawol baryonic en nonbaryonic tsjustere matearje (swart). Neffens de Basic Big Bang teory, eltse besteande saak wurdt presintearre yn de foarm fan baryons. Dizze útspraak wurdt bewiisd mei ekstreem hege krektens. Op it stuit, wittenskippers hawwe leard om te feroverjen dieltsjes opwekt nei in minút gat aparte, i.e. nei de eksploazje superdense tastân fan matearje, lichemsgewicht, fersoargje oant yn it ûneinige, en de ôfmjittings fan it lichem, fersoargje oan nul. Senario baryon dieltsjes, nei alle gedachten, as it bestiet út harren en troch harren, bliuwt syn útwreiding fan ús hielal. Tsjustere matearje, neffens dizze hypoteze, bestiet út basis-, konvinsjonele Newtonian fysika fan dieltsjes, mar foar guon reden, lichtjes interacting electromagnetically. Dat is wêrom se net reparearje Detectors.

Net alle sa soepel

Dat senario past by in soad wittenskippers, lykwols, noch bliuwt mear fragen as antwurden. As swart en wite stof wurdt fertsjintwurdige allinnich baryons, de konsintraasje baryons longen as persintaazje fan swiere, dy't fuortkomme BBN moat oars yn de begjinne astronomyske foarwerpen hielal. Ja, en net bearjendewei fûn te hawwen yn ús galaxy yn lykwicht genôch tal grutte foarwerpen fan dregens, lykas swarte gatten of neutron stjerren, ús eigen Molkenpaad Halo te lykwicht it gewicht. Lykwols, deselde neutron stjerren, tsjustere Galactic halo, swarte gatten, wyt, swart en brune dwarfs (stjerren yn ferskillende fazen fan harren libben syklus), nei alle gedachten, in part fan 'e tsjustere saak dat makket up tsjustere matearje. Black enerzjy kin ek oanfolling op de vullen, ûnder oaren yn de foarseine hypotetysk objekten lykas preon, en Q-quark stjerren.

nonbaryonic kandidaten

It twadde senario giet der fan út in net-baryonic begjin. Hjir, as de kandidaten kinne om ferskate soarten fan dieltsjes. Bygelyks, ljocht neutrino, waans bestean is bewiisd troch wittenskippers. Lykwols, harren gewicht, oan 'e oarder fan ien hûndertste oan ien tsien eV (elektron-Volt), omtrint slút se út mooglike dieltsjes fanwege inaccessibility nedich kritysk tichtheid. Mar swiere neutrino, pearen swiere leptons, amper nêstinoar harsels yn it swakke ynteraksjes yn normale omstannichheden. Sokke neutrino neamd steryl, se mei harren maksimaal gewicht nei in tsiende eV wierskynliker kandidaten geskikt as dieltsjes fan tsjustere matearje. Axions en kosmiony west keunstmjittich yntrodusearre yn de fergelikingen fan natuerkunde te lossen problemen yn kwantum chromodynamics yn de standert model. Tegearre mei oare stabile SUSY dieltsje (SUSY-LSP) se kinne yn oanmerking komme as kandidaat, om't it net meidwaan oan elektromagnetyske en sterke ynteraksjes. Mar, oars as neutrino, se binne noch hypotetysk, har bestean is noch nedich te bewize.

De teory fan de donkere matearje

It ûntbrekken fan massa yn it hielal generearret yn dizze respekt binne ferskate teoryen, guon dêrfan binne frij begoedige. Bygelyks, de teory dat normale swiertekrêft kin net ferklearje it frjemd en oerdreaun snelle rotaasje fan de stjerren yn spiraal stjerrestelsels. By sokke snelheden, se soenen gewoan fleach boppe it, as net foar in bepaalde holding krêft, dy't registrearje is noch net mooglik. Oare teoryen te ferklearjen it ûnfermogen te krijen skripsjes WiMP (massive dieltsjes elektroslabovzaimodeystvuyuschie partners elemintêre subparticles, SUSY en superheavy - i.e. ideaal kandidaten) yn ground omstannichheden omdat se wenje yn 'e n-diminsje oars as yn in grutte wize as uzes, trijediminsjonaal. Neffens de Kaluza-Klein teory, sokke mjittingen binne net beskikber foar ús.

flechtich stjerren

In oare teory beskriuwt hoe't feroarlike stjerren en tsjustere matearje Interact. Gloss sa'n stjer kin ferskille net allinnich fanwege metafysysk prosessen foarkommende binnen (pulsation chromospheric aktiviteit release promininsje, oerrin en eclipse yn dûbele stjer systemen, supernova eksploazje), mar ek omdat de anomalous eigenskippen fan tsjustere matearje.

warp motoren

Neffens ien teory, it tsjustere saak kin brûkt wurde as brânstof foar motoaren subprostranstvennyh romtesonde operating op hypotetysk Warp technology (Warp Engine). Mooglik, dy motoren tastean it reau mei faasje mei faasjes flugger as de ljochtsnelheid. Teoretysk, binne se by steat om curve romte foar en efter it skip en ferpleats dizze dêryn sels hurder as de elektromagnetyske golf wurdt fersneld yn in fakuüm ôfleit. It skip sels lokaal is net accelerating - in bûgde romtlike fjild foar him. Yn in soad science fiction-ferhalen brûke dizze technology, bygelyks yn de sêge fan Star Trek.

Útwurking op de Ierde

Probearret te generearjen en ûntfange in swarte doek op 'e grûn dochs noch net laat ta súkses. Op it stuit fierde eksperiminten op de LHC (Large Hadron Collider), presys wêr't foar de earste kear opnommen de Higgs boson, lykas ek oare, minder krêftige, ynklusyf lineêre colliders op syk nei stabile mar weake interacting elemintêre dieltsjes electromagnetically partners. Lykwols, gjin photino noch gravitino higsino audio, audio sneutrinos (Neutralino), lykas ek oare scille (WiMP) noch net ûntfongen. Neffens foarriedige konservative skatting fan wittenskippers, te produsearjen ien milligram fan donkere matearje op 'e Ierde moat it ekwivalint fan' e enerzjy rekke yn 'e Feriene Steaten yn it jier.