Қараңғы материя ғаламды қалай қалыптастырды

Мазмұны:

Қараңғы материя ғаламды қалай қалыптастырды
Қараңғы материя ғаламды қалай қалыптастырды
Anonim

Жұмбақ бөлшектер жанама түрде адамзатқа жол ашып, динозаврларды өлтіруі мүмкін, деп жазады «Жаңа республика» мақаласының авторы. Ғалымдар әлі күнге дейін қара материяның не екенін түсінудің бастауында. Бірақ оның гравитациялық әсері Әлемнің дамуына үлкен әсер еткені сөзсіз.

Көпшілік біздің қолымыз жетпейтін басқа әлемдер идеясын қызықтырады. Бірақ біз зерттеуге және түсінуге мүмкіндігіміз бар көптеген жасырын әлемдер бірдей қызықты. Біздің қолымызда заманауи идеялар мен технологиялар болғандықтан, біз қараңғы материяның соңғы шекарасы болатын сәтке жақындап келеміз, немесе кем дегенде келесі қызықты жаңалық.

Қараңғы зат - бұл ғаламдағы мүмкін емес зат. Кәдімгі зат сияқты, ол қоршаған әлеммен жарықты шығармайды немесе сіңірмей, гравитация арқылы өзара әрекеттеседі. Астрономдар оның гравитациялық әсерін тіркейді, бірақ оны тікелей көрмейді немесе сезбейді. Қараңғы материя кәдімгі затқа қарағанда бес есе көп энергия тасымалдайды, бірақ оның тікелей байқалатын затпен әрекеттесуі өте әлсіз. Мүмкін, әр секунд сайын миллиардтаған қара заттар бөлшектері өтетін шығар. Алайда олардың қатысуын ешкім байқамайды. Тіпті миллиардтаған қара заттардың бөлшектері бізге елеусіз әсер етеді.

Себебі қараңғы материя қарапайым заттар сияқты заттардан тұрмайды - бізге белгілі атомдармен немесе басқа элементар бөлшектермен, олардың жарықпен әрекеттесуі біз көргеннің бәріне жауап береді. Қараңғы зат шын мәнінде қараңғы емес - ол мөлдір. Қараңғы заттар жарықты сіңіреді. Мөлдір зат, оның ішінде «қараңғы» деп аталатын бақытсыздық біз үшін түсініксіз. Жертөледе немесе гаражда қараңғы заттарды жинау мүмкін емес.

Алайда, жақында сценарист қараңғы материяның күшін пайдалану мүмкіндіктері туралы сұрады. Қараңғы нәрселер бізді тудыратынына қарамастан, бұл сөздің атауларында көптеген кітаптар мен фильмдерді қарау жеткілікті! - қара материя стратегиялық күштің зұлым да, бай көзі де емес. Біз өз қолымызбен де, қарапайым заттардан жасалған құралдармен де зымыран қаруын немесе қараңғы заттан тұзақ жасай алмаймыз. Оны табу енді оңай жұмыс емес. Оның әлеуетін пайдалану - мүлде басқа әңгіме.

Жазушының тілегінен арылуға деген ұмтылысын бақытсыз таңдалған есіммен байланыстырайық, оның арқасында, мүмкін, қара материя шынымен де қауіпті және күшті болып көрінеді. Бірақ адамдар қараңғы материяның күшін меңгере алмаса да, ғалам біледі. Біз оның үлесін мойындаймыз ба, жоқ па, бірақ - пирамидаларды, автомобиль жолдарын салған немесе электронды механизмдерді егжей -тегжейлі құрастырған, өркениеттің дамуында шешуші рөл атқарған көзге көрінбейтін жұмысшылар сияқты - біздің ғарыштың дамуы үшін қараңғы материяның маңызы зор. Егер біздің бірлескен зерттеулеріміз ұсынылған гипотезаларды растаса, біз қара материяның ірі сүтқоректілердің, демек, адамзаттың пайда болуына жанама жол ашқанын дәлелдей аламыз.

Қара тесік

Палеонтологтар, геологтар мен физиктер 66 миллион жыл бұрын ені кемінде он шақырым болатын ғарыштан Жерге ғарыштан құлағанын анықтады. Ол жердегі динозаврларды және планетада болған басқа түрлердің төрттен үш бөлігін жойды. Біз Күннің Құс жолының ортаңғы жазықтығынан өтетінінде - жұлдыздар мен ашық шаңды ашық түнде көруге болатын күн жүйесінде қараңғы заттардың дискімен кездесті, бұл алыстағы адамдардың жылжуын тудырды деп болжаймыз. объекті, осылайша бұл апатты әсерді мәжбүрлейді - мүмкін, 30-35 миллион жыл аралығындағы басқалары. Біздің болжамымыз бойынша, қараңғы материяның дәстүрлі емес түрі қалың дискіге құлады (тіпті Сүт жолы дискісінен де тығыз) және бұл дисктің гравитациялық әсері Күн жүйесінен өткенде кометалардың траекториясын өзгертті.

Біз ұсынған қараңғы материя туралы түсінік оның табиғаты туралы кең тараған көзқарастардан ерекшеленеді. Көрінетін әлемде әр түрлі бөлшектер бар - мысалы, кварктар мен электрондар, фотондар мен глюондар, және бұл бөлшектер әр түрлі күштер арқылы әсер етеді (электромагниттік, күшті және әлсіз), физиктер әдетте барлық қараңғы заттардан тұрады деген пікірде. Гравитация арқылы ғана әсерлесетін бөлшектердің бір түрі. Неліктен қара материяның әр түрлі түрлері бар және олардың кем дегенде біреуінің өзіндік әсер ету күштері бар деп ойламасқа?

Егер күңгірт зат бөлшектерінің кішкене бөлігі де қараңғы электромагниттік күш арқылы басқа қара заттардың бөлшектерімен әрекеттеседі деп есептесек, онда бұл қара заттардың бөлшектері қарапайым заттардың бөлшектеріне ұқсас әрекет етуі керек, олар галактикада баяу суытады. жылдамдықты төмендетіп, біздің Құс жолының көрінетін дискісіне ұқсас диск құрайды. Миллиард жұлдыздардың Құс жолындағы қозғалысын өлшей отырып, Gaia жер серігі біздің галактикамыздың пішінінің 3D бейнесін жасайды, ол бүгінде қараңғы материяның дискісінің гравитациялық әсеріне сезімтал.

Қараңғы материяның осы қосымша түрін іздеу нәтижелері қандай болмасын, біз қараңғы материяның көрінетін ғалам тарихында маңызды рөл атқарғанын білеміз. Қарым -қатынастың әлсіздігіне қарамастан, қараңғы материяның тартылыс күші ғарышқа шашыраған галактикалар мен галактикалық кластерлерді қалыптастырды. Қараңғы зат болмаса, жұлдыздар қазіргі мөлшеріне жетпес еді және басқаша таралатын еді.

Біз мұнда бақылап отырған құрылымның қалыптасуына жеткілікті уақыт беретін қараңғы материя болмаса да, Әлемнің эволюциясының тұтас бейнесін жинауды былай қойғанда, осының бәрін талқылау үшін келмес едік.

20 -шы ғасырдың ең таңғажайып ашылымдарының бірінде Үлкен жарылыс кезіндегі ЦМБ бақылаулары ғаламның құм түйіріндей болған кезде оның тығыздығында ұсақ ауытқулар болғанын көрсетті. Бұл ұсақ ауытқулар - 0,001% -дан аз - ақыр соңында сіз, мен, галактикалар мен ғаламдағы барлық құрылымның бастауы болды. Қараңғы зат тығыздықтағы осы шағын ауытқуларды күшейтуде шешуші рөл атқарды және бұл ғарыштық құрылымдардың пайда болуына мүмкіндік берді.

Зат, радиациядан айырмашылығы, Әлемнің пайда болуының алғашқы кезеңінде баяулап, бір -біріне жабысып қалуы мүмкін. Тығыздығы жоғары жерлердегі гравитациялық тартымдылық заттардың кейбір аудандарының құлауына әкелді, осылайша заттың тығыздығын одан әрі арттырып, галактикалардың пайда болуына әкелді. Сонымен, материя бай аймақтар одан сайын байып, кедейлер кедей бола бастағандықтан, ғалам біртекті емес бола бастады. Заттың бірігуі бастапқыда біртекті ғаламды ақырында қазіргі кездегі сараланған галактикаларға, кластерлерге және жұлдыздарға айналатын оң кері байланыс процесінде материяның үнемі ыдырауына байланысты жалғасты. Қараңғы заттардың мөлшері қарапайым заттардың мөлшерінен әлдеқайда көп болғандықтан, бұл ыдырау ғаламда қарапайым заттар болғаннан ертерек болды. Бұл маңызды, себебі ол біз көріп отырған құрылымға өсуге жеткілікті уақыт берді.

Суретші көрген белсенді қара тесік

Қараңғы материя басқа себеппен де маңызды рөл атқарды. Теңіздегі энергияның негізгі түрі болмаса да, радиация қарапайым заттың тығыздығының өзгеруін жуады, жел теңіз жағасында таңбаланған құмды ісікті тегістейді. Ғаламның эволюциясының басында сәулелену галактиканың көлеміндей заттардың қарапайым заттардан пайда болуына кедергі келтіруі мүмкін.

Қараңғы зат мұндай құрылымдарды тұрақты түрде тудыруы мүмкін, себебі ол электромагниттік сәулеленуге қарсы. Демек, қараңғы зат галактикалар мен жұлдыздық жүйелердің пайда болуына жол ашатын қарапайым затқа қосымша бастама берді. Қараңғы материямен бірге «автостоппен жүру» арқылы ғана біздің Ғаламда галактикалық масштабтағы объектілер мен жұлдыздардың рудименттері пайда болуы мүмкін. Жеткілікті үлкен аймақ құлаған кезде, қараңғы зат шамамен сфералық гало түзді, оның ішінде қарапайым заттар газы салқындап, орталыққа жиналып, ақырында жұлдыздарға ыдырай алады.

Қараңғы заттар мен қарапайым заттардың бір мезгілде ыдырауы қараңғы материяны іздеуге көмектеседі. Біз жұлдыздар мен галактикаларды жарықтың арқасында көріп тұрғанымызбен, бұл құрылымдарды құру үшін бастапқыда көрінетін заттарды тартқан қараңғы материя болды. Сонымен, біз тек қарапайым материяны тікелей бақылайтын болсақ та, екі материяның да бір жерде болатынына және қараңғы материяның көрінетін заттың айналасындағы осы сфералық галоде қалатынына сенімді бола аламыз. Басқаша айтқанда, белгілі бір мағынада, қараңғы материяны шамның астынан іздеудің мағынасы бар.

Қараңғы материя кеңістікте маңызды рөл атқарады. Ол жұлдыздардың таралуына жол бермейтін гравитациялық тартымдылыққа ықпал етіп қана қоймайды, сонымен қатар супернова шығарған кейбір заттарды галактикаларға қайтарады. Қараңғы зат осылайша жұлдыздардың әрі қарай пайда болуына және ақырында өмірге қажет ауыр элементтерді сақтауға көмектеседі.

«Қараңғы» немесе қараңғы материяның жоғары күштерінің түсінігіндегі еріксіз теріс ассоциациялар туралы көп уайымдамаңыз. Қараңғы зат бөлшегінің немесе тіпті миллиардтаған бөлшектердің әсерін елемеу оңай. Алайда, белгілі бір аумақта жиналған қара заттардың жеткілікті үлкен мөлшерінің гравитациялық әсері Әлемнің дамуына айтарлықтай әсер етті. Біз назар аудармайтын біздің қоршаған ортадағы басқа заттар сияқты, қараңғы зат біздің әлем үшін өте маңызды және біздің соңғы зерттеулеріміз бойынша, адам өмірінің пайда болуы үшін қажет болуы мүмкін.

Мен және менің әріптестерім қара материяның не екенін түсінуімізде ғана. Қараңғы материя ғарышта ерекшеленбейді, сондықтан Enterprise кемесі бізді оған бере алмайды - алайда, бұл ғарыш кемесінен айырмашылығы, қараңғы зат шынайы. Соған қарамастан, жүргізіліп жатқан зерттеулер біздің физикалық шектеулерімізді жеңуге және қараңғы заттардың мүмкін емес, бірақ мүмкін болатын әлемін жақсы түсінуге уәде береді.

Ұсынылған: