Şaka Yapan Karanlık Madde: Nedir? nerede? Gelecek ne? Bir hayal gücü karnavalı
Karanlık maddenin yüz yıldan fazla bir geçmişi var, ancak onun hakkında hala çok az şey biliyoruz.
Kara maddenin bankacılık sistemindeki etkisi felaket sonuçlara yol açmış olabilir: periyodik kuyruklu yıldızlar dünyaya çarptı ve dinozorlar karanlık madde yüzünden öldü!
Karanlık madde, karanlık madde uçakları, karanlık madde arabaları, karanlık madde roketleri ve karanlık madde buzdolapları yaratmak için bir gün günlük hayatımızda kullanılacak mı? Ancak o zaman karanlık maddeyi gerçekten anlayabiliriz.
19. yüzyılın sonlarında gökbilimciler, gökteki galaksilerin etrafında "karanlık madde" adı verilen kütle katkısı yapan görünmez ve ışıksız nesneler olduğunu keşfettiler. Galaksilerin dönüşünde, klasik Newton-Kepler gök cismi dönüşü modelini tatmin etmek için, Samanyolu'muzda bile merkezi kütleyi sağlamak için gözlenenden daha fazla maddeye ihtiyaç duyulduğu görülmektedir.
Astronomik gözlemlerin hızla gelişmesi ve geçen yüzyılın sonunda standart kozmoloji modelinin kurulması ile insanlar, evrenin daha fazla yerinde karanlık maddeye ve çözülemeyen galaksi hareketi için karanlık maddeye ihtiyaç duyulduğunu keşfettiler.
Evrenin evrimi ayrıca karanlık madde gerektirir. Neden Samanyolu'nun merkezinde evrenimizin dağılımında aşırı yoğunluklu bir dünya, güneş ve kara delik var, ama galaksiler arasında da boş boşluklar var? Böyle bir yapının oluşması da karanlık madde gerektirir.
Bugünün evreni bir fincan küflü soya sütü (parçacıklı süt) gibidir. Her yerde bir yığın yığın oluşturan "kümeler ve topaklar" vardır. Bu aynı zamanda karanlık maddenin dağınıklığını da gerektirir, böylece erken evren bir fincan taze ve eşit olarak dağıtılmış soya sütünden başlayabilir. (Parçacık bulamacı) günümüze kadar giderek kötüleşti (gelişti). Ancak o zaman var olduk.
Genel görelilikte öngörülen etkiler, karanlık maddenin varlığını da gerektirir, örneğin, kütlenin ışığı saptıracağını öngörür.
Yukarıdaki gülen yüz resminin ağzının ve başının etrafındaki halenin aslında uzak yıldızların ayna görüntüsü olduğunu görüyor musunuz? Ortada, dışbükey bir mercek tarafından üretilen hayalet gibi, ışığın daha fazla bükülmesine neden olan karanlık madde olduğu tahmin ediliyor.
Gök cisimlerine ilişkin pek çok benzer gözlem vardır ve bunlar, bu ışıksız görünmez madde ile de açıklanabilir. Ama bilim adamları bundan nasıl tatmin olabilir? Ancak laboratuvarda karanlık maddeyi gerçekten yakalayıp topladığımızda, bileşimlerini ve etkileşimlerini bildiğimizde ve hatta bunları günlük yaşamlarımızda kullandığımızda ve karanlık madde uçakları, karanlık madde arabaları, karanlık madde roketleri ve karanlık madde buzdolapları yarattığımızda gerçek olarak kabul edilebiliriz. Karanlık maddeyi anlayın ve anlayın.
Düzinelerce ülkenin birlikte çalıştığı ve milyarlarca dolara mal olduğu, 20 yıldan fazla süren ortak bir büyük araştırma sürüyor.
Fizik bu güne kadar gelişti.Gerçek dünyada büyük hızlandırıcılarda ve kozmik ışınlarda görülmesi zor olan birçok parçacığı keşfettik.Bunların ortak yönlerinden biri, bildiğimiz bilinen dört maddeye sahip olmalarıdır. Kuvvetteki yerçekimi kuvvetleri dışındaki etkileşimler, deneyde bilinen maddelerle üretilecek veya etkileşime girecek ve daha sonra bilinen parçacıklara dönüşecek (bozunacak). Pek çok bilim insanı, henüz anlamadığımız bu tür karanlık maddenin de bu şekilde üretilip gözlemlenmesini beklemektedir.
Bununla birlikte, gizemli karanlık madde gerçekten bu tür geleneksel yollarla yakalanabilir mi?
İnsanlar, germanyum (germanyum) veya asil gazlar ksenon veya argon (ksenon veya argon) gibi büyük veya hatta tonlarca ağır atom kristalleri kullanırlar ve bunları, herhangi bir zamanda uzayda yüzebilecek karanlık maddenin onları takip edeceğini umarak yakın izleme altına alırlar. Yoğun çekirdeğin bir reaksiyonu vardır ve aynı zamanda çekirdeğin çevresel elektronlarının özel sinyaller üretme işlevi yoktur. İnsanlar daha iyi doğruluk elde etmeyi umarak bu kristal sıvıların kalitesini yükseltmeye devam ediyor.
Yerçekimsel dalga teleskopları ile kara deliklerin ve nötron yıldızlarının tespiti de dahil olmak üzere çeşitli teleskoplar kullanarak evrenin derinliklerinde aramalar da devam ediyor. İnsanlar uzayda, Samanyolu'nun merkezinde, güneş sisteminin etrafında ve hatta kara deliklerin yakınında karanlık madde etkisinin sinyallerini bulabileceklerini ve bozunma ürünlerini görebileceklerini umuyorlar.
Dünyanın en yüksek enerji hızlandırıcısı olan Cenevre'deki LHC (Avrupa Büyük Nükleer Hızlandırıcı) gibi büyük ölçekli hızlandırıcılarda insanlar, karanlık maddenin proton çarpışmalarıyla üretilebileceğini de bekliyorlar.
İnsanlar bu araştırmaları büyük beklentilerle gerçekleştiriyorlar ve her yeni deneysel sonuç, dünyanın dört bir yanındaki yüksek enerjili bilim adamları tarafından çok değer görüyor ve insanlara yüzlerce hatta binlerce bilimsel makale yazma konusunda ilham verdi.
On yıldan fazla bir süre geçti ...
Hala karanlık madde bulamadık.Karanlık maddeyi anlamamızdaki artış, zaman zaman hiçbir sinyali olmayan deneylerden kaynaklanıyor ve bize karanlık maddenin bu şekilde bulunamayacağını söylüyor ...
Gerçek renklerini göstermeyi reddeden karanlık madde, bilim adamlarının hayal gücünü harekete geçirir. Yeni karanlık madde modelleri birbiri ardına doğdu ve şu anda yüzlerce yalnızca parçacık karanlık madde modeli var.
Bir makale, karanlık maddenin bir tür parçacık olmadığına, birçok farklı parçacıktan oluştuğuna, karanlık atomlar, karanlık moleküller, karanlık dünyalar ve "gizli bir vadide" saklanan karanlık sistem parçacıkları oluşturduklarına dikkat çekti. Kendi kendine üretilir, kendi kendine bozulur ve maddi dünyamızla çekimsel etkileşime sahiptir, belki de yalnızca çok zayıf ve zayıf diğer etkileşimler.
Bazı makaleler, galaksilerdeki karanlık maddenin kendi kendine etkileşimlere sahip olduğunu, bu nedenle dağılımlarının, görünür galaksilerin oluşumunu ve evrimini etkileyen galaktik diskler, yıldızlar ve karmaşık yapılar oluşturacağını söylüyor.
Bazı makaleler, karanlık maddenin, tıpkı görünen parçacıklar gibi, sadece pozitif karanlık maddeye sahip olmadığını, aynı zamanda anti-karanlık maddeye sahip olduğunu söylüyorlar, eğer karşılaşırlarsa ve karşı cins birbirlerini çekerse, yok olacaklar ve büyük bir enerjiye patlayacaklar.
Bir makale ayrıca karanlık maddenin, evrende seyrek olarak dağılmış ağır elementler ve ağır atomlar gibi çok ağır ve ağır olduğunu, ancak büyük kütlesinden dolayı varlığının hala bilinen çeşitli astronomik etkiler üreteceğini söyledi. Ama olasılık nedeniyle, onları henüz görmemiştik.
Bazı makaleler, karanlık maddenin sadece yıldızlarda veya gezegenlerde var olabileceğini ve yalnızca belirli elementlerle reaksiyona girebileceğini söylüyor. Örneğin, dünya bir ceviz gibi ve karanlık madde ceviz çekirdeği, bu yüzden onları görmedik.
Kara madde diskinin bankacılık sistemindeki etkisinin periyodik kuyruklu yıldızların dünyaya çarpmasına ve dinozorların yok olmasına neden olduğunu söyleyen bir makale de var! Karanlık maddenin bir tür parçacık olmadığını, aslında sadece axion gibi çok hafif bir skaler alan salınımı olduğunu söyleyen bir makale de var. Bu tür salınımlı enerji bir kalite gibi görünür.
Bu karanlık madde açıklamalarına ve modellerine inanıyor musunuz? İster inanın ister inanmayın, birisi inanır, her zaman deneyin.
Karanlık madde fantezisi muhteşemdir, çok paraya mal olur, zaman alıcı, güvenilir ve güvenilmez bir tarih, bu da bazı insanlara uzun, çok uzun zaman önceki bir hikayeyi hatırlatır - Eter.
Antik Yunanistan'da aydınlanma çağından beri eterin tarihi birçok iniş ve çıkışlar yaşadı. İnsanlar, bir parçacık veya bir mikro yapı olabilen eteri bulmak için çok çalışırlardı. Özellikle, görelilik teorisi öne sürülmeden önce, klasik fizikçiler, eteri tamamen sabit bir referans çerçevesi ve elektromanyetik dalga yayılımı için bir ortam olarak bulmaya çalıştılar. İnsanlar ayrıca eterin normal maddeden çürüyüp çürümeyeceğine dair varsayımlarda bulundular. Nihai sonuç, görelilik teorisinin doğuşudur, parçacık fiziği eteri yoktur, var olan sadece Newton kütlesinin değiştirilmesidir.
"Tarihten öğrenmeyenler kaçınılmaz olarak tarih tarafından lanetlenecek ve tarih tekrarlanacaktır.
(Geçmişi hatırlayamayanlar onu tekrar etmeye mahkumdur.)
George Santayana (1863-1952) filozof ve yazar ".
Günümüzde insanlar, tıpkı çoğu yoğun madde fiziksel sistemi gibi belirli bir mikroyapının varlığına inanmaktadır, gözlemlenen tüm fenomenler temel fenomenler değil, sayısız mikroskobik dinamik tarafından üretilen kolektif bir etkidir. "Acil" dediğimiz bir fenomen. Son zamanlarda popüler olan "ortaya çıkan yerçekimi" nden, yerçekimini değiştiren "ortaya çıkan karanlık maddeye" kadar, hepsi parçacık karanlık madde kavramını varsaymadan karanlık maddenin kaynağını, yerçekimi etkileşimini izliyor. Ve bu parçacığın bizimle çekimden başka etkileşime gireceğini daha fazla varsaymadık.
Bilimin geleceği belirsizliklerle dolu ... Belki yarın parçacıklı karanlık maddeyi görebiliriz, belki onu hiç göremeyeceğiz. Ancak ne olursa olsun, insanların dünya algısı her zaman adım adım ilerlemektedir ve bu her zaman cesaret vericidir.
Bu makaledeki resim google'dan alınmıştır.
Yazar hakkında: Dr. Sun Sichun, Pekin Üniversitesi Fizik Fakültesi'nden 2008 yılında lisans ve 2014 yılında Washington Üniversitesi'nden doktora derecesi aldı. Daha önce University of California, Santa Barbara (University of California, Santa Barbara) ve Hong Kong University of Science and Technology'de çalıştı. Şu anda Ulusal Tayvan Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı. Esas olarak parçacık fiziği fenomenolojisi, kozmoloji ve sicim teorisi fenomenolojisi araştırmalarıyla uğraştı.
