XDF- ի ամբողջական ուլտրամանուշակագույն-տեսանելի IR բաղադրությունը; հեռավոր Տիեզերքից երբևէ թողարկված ամենամեծ պատկերը: Այստեղ ցուցադրված յուրաքանչյուր գալակտիկա, ի վերջո, արագանալու է մեզանից հեռու լույսի արագությունից ավելին ՝ մութ էներգիայի շնորհիվ: Պատկերային վարկ ՝ NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC / Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University) և Z. Levay (STScI):

Մուգ էներգիայի նոր բացատրություն. Նյութը մեր Տիեզերքում

Ինչպե՞ս կարող է գրավիչ կազիմիրի ազդեցությունը պատճառել մեր Տիեզերքի արագացված ընդլայնմանը ՝ առանց որևէ նոր ֆիզիկայի:

«Որովհետև թեև անկասկած ճիշտ է, որ քանակական չափումները մեծ նշանակություն ունեն, բայց կոպիտ սխալ է ենթադրել, որ փորձնական ֆիզիկայի ամբողջ մասը կարելի է բերել այս խորագրի ներքո»: -Հենդրիկ Կասիմիր

Քանի որ տիեզերքի ընդարձակումը առաջին անգամ արագացավ գրեթե 20 տարի առաջ, գիտնականները ցանկանում էին ստիպել պարզ, պարզ և ստուգելի բացատրություն: Այնուամենայնիվ, երբ ավելի ու ավելի շատ տեղեկություններ են ստացվել փորձերից և դիտարկումներից, այս մութ էներգիայի պատճառը `արագացման ենթադրյալ պատճառը - խելագարորեն խուսափել է: Չնայած այն գործառնականորեն համարժեք է «տիեզերաբանական կայունության» (կամ «ինքնին տիեզերքին բնորոշ էներգիան»), դրա արժեքի կանխատեսմանը հասնելու ոչ մի լավ միջոց: Եթե ​​հաշվի առեք, որ դատարկ տարածության մեջ նյութի որոշակի ձևեր դնելը ուժը փոխում է այդ հարցի շուրջ, գուցե մութ էներգիան բխում է բոլորի պարզագույն պատճառներից ՝ այն փաստը, որ մեր Տիեզերքը ընդհանրապես պարունակում է նյութ:

Այսօր մեր Տիեզերքի գալակտիկաների ցուցահանդեսում հավաքված / կլաստերի ձևավորման քարտեզն է: Այս կառույցների առկայությունը կարող է բացատրել մութ էներգիայի առկայությունն ու մեծությունը ամբողջությամբ: Պատկերային վարկ. Greg Bacon / STScI / NASA Goddard տիեզերական թռիչքի կենտրոն:

Տիեզերքում առկա ուժերի և երևույթների մեծ մասը ունի պատճառներ, որոնք կարելի է հեշտությամբ բացահայտել: Երկու զանգվածային օբյեկտներ ունենում են գրավիտացիոն ուժ այն պատճառով, որ տիեզերական ժամանակը կոր է նյութի և էներգիայի առկայությամբ: Տիեզերքն ընդլայնվել է, ինչպես իր պատմության ընթացքում, տիեզերքի փոփոխվող էներգիայի խտության և ընդլայնման սկզբնական պայմանների պատճառով: Եվ տիեզերքի բոլոր մասնիկները զգում են իրենց փոխազդեցությունը `քվանտային դաշտի տեսության հայտնի կանոնների և վեկտոր բոզոնների փոխանակման պատճառով: Ամենափոքր, ենթատոմիական մասնիկներից մինչև բոլորի ամենամեծ մասշտաբները միևնույն ուժերն են, որոնք խաղում են ամեն ինչ ՝ պրոտոններից մինչև մարդկանց, մոլորակները մինչև գալակտիկաները միասին:

Ուժեղ ուժը, որը գործում է ինչպես «գունային լիցքավորման» առկայության, և գլյուկոնների փոխանակման պատճառով, պատասխանատու է այն ուժի համար, որը միասին պահում է ատոմային միջուկները: Պատկերի վարկ. Վիքիմեդիա Commons- ի օգտվող Qashqaiilove.

Նույնիսկ ավելի խորհրդավոր երևույթներից ոմանք ունեն հիմնավորված բացատրություններ, որոնք լավ հասկացված են: Մենք չգիտենք, թե Տիեզերքում ինչպե՞ս պետք է ավելի շատ նյութ լինել, քան հակաթույնը, բայց մենք գիտենք, որ դրա համար մեզ անհրաժեշտ պայմաններն են. Բարիոնի համարների խախտում, հավասարակշռության պայմաններից դուրս և C և CP- ի խախտում: Մենք չգիտենք, թե որն է մութ նյութի բնույթը, բայց դրա ընդհանուր հատկությունները, թե որտեղ է այն գտնվում և ինչպես են հավաքվում իրար, լավ հասկանում են: Եվ մենք չգիտենք `սև անցքերը պահպանում են տեղեկատվությունը, թե ոչ, բայց մենք հասկանում ենք այդ օբյեկտների վերջնական և սկզբնական վիճակները, ինչպես նաև, թե ինչպես են դրանք դառնում և ժամանակի ընթացքում ինչ է պատահում դրանց իրադարձությունների հորիզոնում:

Սև խոռոչի և դրա շրջակայքի, արագացնող և ինֆեկցիոն կուտակման սկավառակի նկարազարդում: Սև խոռոչների նախնական և վերջնական վիճակները կարելի է լավ կանխատեսել, նույնիսկ եթե ներկայումս չի կարող տեղեկատվության կորուստ կամ պահպանում: Պատկերային վարկ. NASA:

Բայց կա մի բան, որը մենք ընդհանրապես չենք հասկանում ՝ մութ էներգիա: Իհարկե, մենք կարող ենք չափել տիեզերքի արագացումը և ճշգրիտ որոշել, թե որն է դրա մեծությունը: Բայց ինչո՞ւ մենք ունենք տիեզերք, որն ընդհանրապես մութ էներգիայի համար չունի զրոյական արժեք: Ինչո՞ւ պետք է դատարկ տարածքը, զերծ ամեն ինչից `անկախ նրանից, կորություն, ճառագայթում և ոչ մի բան, չպետք է ունենա դրական, ոչ զրոյական էներգիա: Ինչո՞ւ դա պետք է պատճառի, որ Տիեզերքն ինքնին ընդլայնվի անընդհատ դրական, երբևէ չհասնելով-զրոյական փոխարժեքով: Եվ ինչու՞ պետք է այդ քանակությամբ էներգիան, որ այն այնքան անհավատալիորեն փոքր լինի, որ ամբողջովին աննկատելի էր Տիեզերքի պատմության առաջին մի քանի միլիարդ տարվա ընթացքում և միայն Տիեզերքում գերիշխելու ժամանակ եկավ այն ժամանակ, երբ ստեղծվում էր Երկիրը:

Նախատլանոնական սկավառակի նկարազարդում, որտեղ նախ և առաջ ձևավորվում են մոլորակները և մոլորակները, ստեղծելով սկավառակները 'երբ բացվում են: Մոտ չորս-հինգ միլիարդ տարի առաջ, երբ մեր Արեգակնային համակարգը ձևավորվում էր, մուգ էներգիան միաժամանակ գալիս էր իշխելու Տիեզերքի ընդլայնման արագության և էներգիայի խտության վրա: Պատկերի կրեդիտ ՝ NAOJ:

Կան շատ բաներ, որոնք մենք կարող ենք նշել մութ էներգիայի և Տիեզերքի մասին, որոնք հետաքրքիր և առաջարկող են կապի համար: Դատարկ շատ տեղ կա, և մենք գիտենք, որ դրա ամբողջ տարածքում կան քվանտային դաշտեր: Տիեզերքի այն տարածաշրջաններ չկան, որտեղ գրավիտացիոն, էլեկտրամագնիսական կամ միջուկային ուժերը չեն կարող հասնել: դրանք բացարձակապես ամենուր են: Եթե ​​փորձենք և հաշվարկենք այնտեղի տարբեր քվանտային դաշտերի վակուումային սպասման արժեքը (VEV), ապա նախ և առաջ մենք կարող ենք դա անել միայն մոտավորապես, քանի որ կան անվերջ տերմիններ, որոնք մենք կարող ենք գրել, որոնք գնում են կամայականորեն բարձր կարգի . Եթե ​​շարքը ցանկացած պահի կտրում ենք, կարող ենք ավելացնել, թե որոնք են մոտավոր ներդրումները, և մենք հիասթափվում ենք:

Քվանտային էլեկտրոդինամիկայի զրոյական կետի էներգիան նպաստող մի քանի տերմիններ: Պատկերի կրեդիտ ՝ RL Jaffe ՝ https://arxiv.org/pdf/hep-th/0503158.pdf:

Եթե ​​մենք կատարում ենք այդ մաթեմատիկան, ապա մենք քամու մեջ ենք այն ներդրումներին, որոնք մոտավորապես 120 մեծության կարգեր են չափազանց մեծ, ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական: Որքանով մենք կարող ենք ասել, դրանք ճշգրտորեն չեն վերանում, և նույնիսկ եթե դա արվել է, մենք դեռ ունենք այն տխուր դիտորդական խնդիր, որը տիեզերքը չի հիշում, դանդաղում կամ ասիմպտոտում է զրոյական արագության: դա իսկապես, իսկապես արագացնում է: Ինչ-որ կերպ կա մի փոքր, բայց ոչ զրոյական էներգիա, որն ինքնին տիեզերքին է պատկանում: Եվ այդ էներգիան տիեզերքի հեռավոր գալակտիկաների պատճառ է դառնում արագացնել մեր անկումից մեզանից, չնայած ժամանակի ընթացքում շատ դանդաղ:

Մեր տիեզերքի չորս հնարավոր ճակատագրերը դեպի ապագա; վերջինը, կարծես, Տիեզերքն է, որում մենք ապրում ենք, գերակշռում է մութ էներգիան: Պատկերի վարկ. E. Siegel / Beyond The Galaxy.

Թերևս բոլորի ամենամեծ տեսական հարցը ինչու՞ է: Ինչու է տիեզերքն արագանում: Մենք բառացիորեն լավ բացատրություն չենք ունենում, թե որն է այս մութ էներգիայի պատճառը: Վերջերս մենք նայեցինք հավանականությունը, որ դա սառեցված նեյտրինո է, կամ դա կարող է լինել ախտանիշ այն բանի համար, որ մենք ընդարձակ տիեզերքի հետ կապված ինչ-որ վատ բան ունենք: Բայց կա ևս մի հնարավորություն, որը շատ քիչ ուշադրություն է դարձնում, որը պետք է շատ ավելին ստանա. Դա կարող է լինել ինքնին դատարկ տարածքի սեփականություն, որն առաջացել է այլ բաների առկայությամբ, ինչպիսիք են նյութը, որը գործում է որպես արդյունավետ սահման `Տիեզերքում:

Դա հնարավոր է, քանի որ սա այն էֆեկտն է, որը մենք գիտենք, որ գոյություն ունի ՝ Կազիմիրի էֆեկտը:

Կազիմիրի էֆեկտի նկարազարդումը, և թե ինչպես են ուժերը (և էլեկտրամագնիսական դաշտի թույլատրված / արգելված վիճակները) սալերի արտաքին մասում տարբերվում են ներսից եղած ուժերից: Պատկերի վարկ. Emok / Wikimedia Commons.

Ո՞րն է դատարկ տարածության էլեկտրամագնիսական ուժը: Դա, իհարկե, ոչինչ չէ: Առանց վճարների, հոսանքների և առանց ազդեցության, դա իսկապես զրոյական է. դա հնարք չէ: Բայց եթե երկու մետաղական թիթեղները մի փոքր հեռավորության վրա դնեք և հարցրեք, թե որն է էլեկտրամագնիսական ուժը, ապա կգտնեք, որ այն զրոյական չէ: Այն պատճառով, որ վակուումային տատանումների որոշ ռեժիմներ արգելված են թիթեղների սահմանների պատճառով, մենք ոչ միայն կանխատեսում ենք, այլև չափում ենք այդ սալերի միջև ոչ զրոյական ուժ, ինչը բխում է ոչ այլ ինչից, քան ինքնին դատարկ տարածքը: Ինչպես երևում է, բոլոր ուժերը, ներառյալ ինքնահոս ուժը, ցուցադրում են նաև Կազիմիրի էֆեկտ:

Տիեզերքում մեկ միլիոնից ավելի գալակտիկայի քարտեզ, որտեղ յուրաքանչյուր կետ իր սեփական գալակտիկան է: Տարբեր գույները ներկայացնում են հեռավորություններ, որոնցից կարմրությունը ավելի հեռուն է: Պատկերային վարկ. Դանիել Էյզենշտեյնը և SDSS-III համագործակցությունը:

Ի՞նչ է պատահում, եթե մենք կիրառենք այս էֆեկտը ամբողջ Տիեզերքի վրա և փորձենք հաշվարկել, թե ինչ էֆեկտը պետք է լինի: Պատասխանը շատ պարզ է. Մենք ստանում ենք մի բան, որն ունի ձև, որը համահունչ է մութ էներգիային, չնայած, ևս մեկ անգամ, մեծությունը սխալ է: Այն, միգուցե, միգուցե այն փաստի գործառույթն է, որ մենք չգիտենք, թե ինչպիսին են Տիեզերքի սահմանային պայմանները, կամ ինչպես շատ լավ հաշվարկել այս քվանտային գրավիտացիոն էֆեկտը: Բայց դա անհավատալի, լավ ուսումնասիրված հնարավորություն է, որն ունի շատ հետաքրքիր զարգացումներ, որոնք շարունակվում են վերջին տասնամյակում:

120,000 գալակտիկաների և դրանց կլաստերային հատկությունների 3D վերակառուցումը բխում է դրանց վերափոխման և լայնածավալ կառուցվածքի ձևավորման արդյունքում: Պատկերային կրեդիտ. Jeremy Tinker և SDSS-III համագործակցություն:

Տիեզերքի քարտեզագրումը կարող է պարզ դյուրին լինել: Միգուցե դա չի լինի դիտորդական կամ փորձարարական առաջընթաց, որը կհանգեցնի մեզ հասկանալու մութ էներգիան, Տիեզերքի առավել խուսափողական ուժը: Գուցե դա տեսական է, որ անհրաժեշտ է: Եվ գուցե դա կապված է հետքի անոմալիայի հետ, գուցե դրա դինամիկ քանակի հետ, որը ժամանակի ընթացքում փոխվել է, և գուցե նույնիսկ դա լրացուցիչ չափերի նշան է: Տիեզերքը այնտեղ է, և մենք վերջերս հայտնաբերեցինք այս ամենադժվար բացատրելի գաղտնիքը: Գուցե լուծումը, եթե մենք զգույշ լինենք, կարող է ընկած լինել այն ֆիզիկայում, որը մենք արդեն գիտենք:

Սկսվում է այն բանի հետ, որ Ֆորբսը այժմ գտնվում է Forbes- ում, իսկ Medium- ի վերահրատարակումը ՝ շնորհիվ մեր Patreon- ի կողմնակիցների: Ethan- ը հեղինակել է երկու գիրք ՝ «Beyond The Galaxy» և «Treknology». «The Star Trek Science» - ը «Tricords– ից մինչև Warp Drive»: