Նոր տեսություն ՝ մութ նյութի և մութ էներգիայի վերաբերյալ

Ոչ մութ նյութը, ոչ էլ մութ էներգիան ուղղակիորեն չեն կարող դիտվել, փոխարենը հայտնի է, որ գոյություն ունեն իրենց շրջապատի օբյեկտների վրա դրանց ազդեցության պատճառով: Օրինակ ՝ թեև լույս չթողնելով կամ արտացոլելով լույսը, մուգ նյութը կարող է լույս թեքել դրա շուրջ:

Ուղիղ մեկ դար առաջ ՝ 1918-ի երեկոյան, անվանի ֆիզիկոս Ալբերտ Էյնշտեյնը գրեց գաղափար իր նոթբուքի էջերում: Այդ գաղափարը կարող էր լինել բոլոր ֆիզիկայի ամենախոշոր և խուսափողական առեղծվածներից մեկի լուծման բանալին ՝ մութ նյութի և մութ էներգիայի: Նրանք միասին կազմում են տիեզերքի ավելի քան 95% -ը, անտեսանելի աշխատանքներ են կատարում գալակտիկաները ծրարելու համար և միանգամից շարունակելով արագացնել արագ տիեզերքը, արագ հեռացնելով մեզ հեռու աստղային համակարգերից և հեռացնել ապագայից:

Այն մասին, որ Einstein- ը գրել է, ընդհանուր հարաբերականության ճշգրտումն էր, որտեղ դատարկ տարածքը կդառնա բացասական զանգված, որը շարժվում էր ծանրության ազդեցության տակ: Այս բացասական զանգվածները կհավաքեին միջաստղային տարածություն: Բայց այս գաղափարը հայտնվեց որպես տիեզերաբանական կայունությունը բացատրելու միջոց, կամ այն, ինչ Էյնշտեյնը անվանում էր որպես իր կյանքի ամենամեծ սխալ: Այն ժամանակ, երբ ստեղծվեց տիեզերագիտական ​​կայունությունը, լայնորեն ընդունված համոզմունք էր, որ տիեզերքը ստատիկ է: Այսինքն, դա ոչ ընդլայնվում էր, ոչ էլ պայմանագրային: Բայց եթե դա ճիշտ էր, ապա ինչ-որ բան պետք էր հակադրեր ծանրությանը `կանխելու համար տիեզերքը ինքնուրույն փլուզվելը: Այսպիսով, ծնվել է անտիգրատիվ հատկություններով տիեզերական կայունությունը:

Այսօր մենք հասկանում ենք, որ տիեզերքը ստատիկ չէ, և որ այն շարունակում է ընդլայնվել, և այդ պատճառով տիեզերագիտական ​​կայունությունը նոր իմաստ է ստացել: Այն ներկայացնում է մութ էներգիա `Lambda CDM- ի շրջանակներում, տիեզերքի մեր ներկայիս և առավել ընդունված մոդելը: Մուգ նյութի և մութ էներգիայի վերաբերյալ նորագույն տեսությունը չի հակասում ստանդարտ մոդելին և փոխարենը հիմք է հանդիսանում Այնինշտեյնի նոտայից այն բոլոր գրառումներից, որոնք կատարվել են բոլոր այդ տարիներին:

Տեսությունը, որը ստեղծվել է Օքսֆորդի համալսարանից աստղաֆիզիկոս Jamեյմի Ֆարնեսի կողմից, միավորում է մութ նյութը և մութ էներգիան մեկ տարածված նյութի մեջ, որը հայտնի է որպես մութ հեղուկ: Մուգ հեղուկը պատրաստված է բացասական զանգվածներից, որոնք ունեն բացասական ծանրություն: Դրական, նորմալ նյութով և դրական ծանրությամբ առարկաները գրավում են միմյանց: Բայց բացասական զանգված ունեցող առարկաները կարող էին հետ մղել այնպես, որ ձեզնից բացասական զանգված մղելը իրականում հանգեցնի, որ այն ավելի մոտ լինի, այլ ոչ թե հեռու: Բայց սա նաև նշանակում է, որ երկու բացասական զանգվածային մասնիկները կթողնեն միմյանց, երևույթ, որը հակասում է ընդհանուր հարաբերականությանը: Դեպրեսիայի այս բնութագիրը չի ապահովվում որևէ մաթեմատիկական հավասարմամբ և պարզապես հավելում է Farnes- ը `պատրաստված իր սեփական ինտուիցիայից: Այնուամենայնիվ, դա վճռական է նրա վարկածի համար:

The Hubble Constant- ն այն տեմպն է, որով տիեզերքն ընդլայնվում է, բայց դա տարբեր է ՝ կախված այն բանից, թե որտեղ եք չափում: Մեր շրջակայքում գտնվող տիեզերքն ընդլայնվում է 45.6 մղոն վայրկյանով (վայրկյանում 73,5 կմ) արագությամբ մեկ մեգապարեկ: Ավելի հեռավոր ֆոնային տիեզերքը շարժվում է վայրկյանում 41,6 մղոնով (վայրկյանում 67 կմ) մեկ մեգապարեկում:

Այս մուգ հեղուկը կօգնի բացատրել գալակտիկաների շուրջ մուգ նյութերի halos- ի ձևավորումը: Գալակտիկաները այնքան արագ են պտտվում, որ աստղերը դեպի արտաքին շրջաններ պետք է փլուզվեն և ցրվեն տիեզերք: Դա այն է, որ ավելի քիչ գրավիտացիոն ազդեցություն կա, որն ավելի հեռու է Գալաքսիի կենտրոնից շարժվելը ՝ ծայրամասերում գտնվող աստղերին թողնելով ավելի արագ պտտվել և ցրվել: Բայց մութ նյութը թույլ է տալիս գալակտիկաներ ձևավորվել, քանի որ այն ստեղծում է անտեսանելի «հալո» կառույցի շուրջ: Մեր սեփական արեգակնային համակարգը այս մութ նյութով անցնում է վայրկյանում 143 մղոնով (230 կմ) ՝ այն ավելի ընկալելով որպես անբացատրելի, արագ շարժվող քամի:

Բայց ֆիզիկոսները շատ պատճառներով թերահավատորեն են վերաբերվում Ֆառնեսի տեսությանը, դրանցից մեկը տիեզերքի խտությունն է, քանի որ այն ընդլայնվում է: Եթե ​​մութ էներգիան ստեղծվեր բացասական զանգվածից, ապա դրա խտությունը կնվազեր, քանի որ տիեզերքն ընդլայնվում էր, մինչդեռ հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ տիեզերքի խտությունը մնում է նույնը, ինչ աճում է: Այս խնդրին պատասխանելու համար Ֆարնեսը հիմնված է մեկ այլ հաստատված գաղափարի հետ, որը հայտնի է որպես «նյութի ստեղծում»: Սա ասում է, որ նյութը ստեղծվում է ամբողջ ժամանակ ամբողջ տիեզերքում ՝ անընդհատ բնակեցնելով այն ավելի ու ավելի բացասական զանգվածներով: Այս նորաստեղծ բացասական զանգվածները փոխարինում էին անհետացողներին ՝ խտությունը պահպանելով: Բայց սա իր հերթին հանգեցնում է մեկ այլ խնդրի: Ըստ քվանտային մեխանիկայի, ամեն ինչ կդառնա անկայուն, եթե բացասական զանգված ստեղծվեր տարածքի վակուումում: Որքան մենք կարող ենք ասել, դա այդպես չէ:

Թեև տիեզերքում գոյություն ունեցող բացասական զանգվածը գիտականորեն կանգնեցնող ոչինչ չկա, այն նաև երբեք չի նկատվում լաբորատորիայի սահմաններից դուրս: Գիտնականները վստահ չեն, թե որ բնական մեխանիզմը թույլ կտա գոյություն ունենալ բացասական զանգված, բայց CERN- ի և ապագա տեխնոլոգիայի նման հետազոտությունները, ինչպիսիք են Square Kilometer Array- ը (աշխարհի ամենամեծ ռադիոյի աստղադիտակի կառուցման նախագիծ), կարող են օգնել Farnes- ի հայեցակարգին տալ ավելի ամուր հիմք: Ներկայումս այն հիմնված է որոշ հին գաղափարների և նախնական հետազոտությունների վրա ՝ օգտագործելով համակարգչային սիմուլյացիա և մաթեմատիկա:

Նկարչի տպավորությունն այնպիսին է, թե ինչպիսին է լինելու Square Kilometer Array- ը, երբ ավարտվի: Շենքը նախատեսվում է սկսել 2019 թ.-ին, և երբ գործարկումը կլինի 50 անգամ ավելի զգայուն, քան ցանկացած այլ ռադիո գործիք:

Մինչ այժմ մութ նյութի ամենավառ տեսությունը ենթադրում է, որ դա էկզոտիկ մասնիկ է, որը չի փոխազդում լույսի հետ, բայց միևնույն է, ծանրություն է պարունակում շրջապատող իրերի վրա: Large Hadron Collider- ի փորձերը շարունակում են գտնել հազվագյուտ մասնիկներ, որոնցից մեկը կարող է պատասխանատու լինել մուգ նյութի համար: Մյուս գիտնականները կարծում են, որ ավելի մեծ մասշտաբի ծանրությունը մեծապես տարբերվում է այն ծանրությունից, որին մենք սովոր ենք ավելի փոքր մասշտաբով և մութ նյութը լուծելու համար, որը մենք պետք է դիտենք ծանրությունը այլ տեսանկյունից: Ինչ վերաբերում է մութ էներգիայի մասին գաղափարներին, ապա դա նույնիսկ ավելի մեծ առեղծված է, որը մենք փորձում ենք սահմանել:

Թեև Farnes- ի տեսությունը ենթադրում է, որ մենք դրական նյութերի նավեր ենք սայթաքում մուգ հեղուկ ծովի վրա, այն նաև գրավիչ է նրա մատուցած սիմետրիայի պատճառով: Մեծագույն խորհրդավորություններից երկուսը խտացվել են մեկի մեջ, և տիեզերքը ցուցադրում է հավասարակշռված դրականություն և բացասականություն: Մութ էներգիայի և մութ նյութի այդ հսկայական օվկիանոսը, որն այդքան երկար է լույս տեսել մեզ, կարելի է բացատրել մի փոքրիկ, էլեգանտ մինուս նշանով:

Farnes- ի ստեղծած մոդելները մինչ այժմ խոստումնալից են. դրանք հաշվի են առնում տիեզերքի շարունակական ընդլայնումը և գալակտիկական ռոտացիայի մի քանի հատկություններ: Ընկեր աստղաֆիզիկոսները նախազգուշացնում են, որ նոր տեսությունների գալու համար կարևոր է բաց միտք ունենալ: Դրանք կարող են տարօրինակ լինել և կարող են թվալ, որ վիճարկում են մեր կայացրած գիտական ​​պատկերացումները, բայց տիեզերքի վերաբերյալ մեր ամենամեծ պատկերացումները սկսվել են հենց այդ կերպ `անհավատության զգացումով: