Какво е материята черно? Теория на тъмната материя

Какво беше първото: яйце или пиле? Над този прост въпрос, учени от цял ​​свят се борят от десетилетия. Подобен въпрос възниква за това, което беше в самото начало, по времето на създаването на Вселената. И това беше това творение, или са Вселената циклични или безкрайни? Какво е черното вещество в космоса и как се различава от бялото вещество? Като хвърлим настрана различна религия, нека се опитаме да отговорим на отговорите на тези въпроси от научна гледна точка. През последните няколко години учените са успели да вършат невероятни неща. Вероятно за пръв път в историята изчисленията на теоретичните физици съвпадат с изчисленията на експерименталните физици. Няколко различни теории са представени на научната общност през годините. По-точно или по-точно, емпирично, понякога квази-научни, но теоретичните данни за проекта се потвърждават от експерименти, някои дори със закъснение не повече от десет години (например богът на Хигс).

Тъмна материя - черна енергия

Тези теории са много, като струнната теория, теорията на Големия взрив (Big Bang), теорията на циклични вселени, теорията за паралелните вселени, модифицирани нютонова динамика (Mond), теорията на стационарна вселена Хойл и други. В настоящия момент всеобщо се приема теорията за все по-разширяващата се и развиваща се Вселена, чиито идеи напълно съвпадат с концепцията за Големия взрив. Така kvaziempiricheski (т. Е. Емпирично, но въз основа на съществуващите съвременни теории на структурата на микрокосмоса големи допуски и), са получени данни, че всички известни микрочастици включват само 4.02% от общия обем на цялата структура на вселената. Това е т. Нар. "Барион коктейл" или барион. Основната част от нашата Вселена (повече от 95%) обаче са вещества с различен план, различен състав и свойства. Това е така наречената черна материя и черната енергия. Те се държат по различен начин: реагират различно на различни видове реакции, не се определят от съществуващите технически средства, те показват свойства, които не са били проучени преди. От това можем да заключим, че някое от тези вещества са обект на различни закони на физиката (не-Нютоновата физика, словесното аналог на неевклидовата геометрия), или нашето ниво на науката и технологията е все още в начален етап на неговото образуване.

Какво представляват барите?

Според съществуващите в момента на модела на кварк-глуонен на силни взаимодействия на елементарните частици само шестнадесет (и скорошното откритие на бозона на Хигс е потвърдено): шест вида (fleyvorov) кварки, глуони и две осем бозон. Барионите са тежки елементарни частици със силни взаимодействия. Най-известните от тях са кварки, протон и неутрон. Семейство на веществата, които се различават в гърба, на масите на своя "цвят", а броят на "очарование", "странно", са само градивните елементи на това, което наричаме барионна материя. Черно (тъмно) материя, е 21.8% от общия състав на Вселената е съставена от други частици не излъчват електромагнитно излъчване и не взаимодейства с него. Ето защо, за пряко наблюдение най-малко, а само още повече, че за регистрация на такива вещества трябва да започнете да се разбере физиката им и хармонизиране на законодателството, на които те се подчиняват. Много от съвременните учени в момента работят по този въпрос в изследователски институти от различни страни.

Най-вероятният вариант

Какви вещества се считат за възможни? Първо, трябва да отбележим, че има само две възможни варианти. Според GR и SRT (обща и специална теория на относителността), това вещество може да съдържа както барионно, така и небарионно тъмно вещество (черно) в състава. Според основната теория на Големия взрив всяка съществуваща материя е представена под формата на бариони. Тази теза се доказва с изключително висока точност. В момента, учените са научени да улови частици генерирани след ексцентричната минута междина, т.е. след експлозия superdense състояние на материята, телесно тегло, с тенденция към безкрайност и размерите на тялото, с тенденция към нула. Сценарият с барионни частици е най-вероятно, тъй като от тях нашата вселена се състои и чрез тях продължава да се разширява. Черното вещество, според това допускане, се състои от основните частици, общоприети от Нютоновата физика, но по някаква причина слабо взаимодействащи по електромагнитен начин. Ето защо детекторите не ги отстраняват.

Не всичко е толкова гладко

Този сценарий е подходящ за много учени, но все пак има повече въпроси, отколкото отговори. Ако черно и бяло вещество е представена само бариони, бариони концентрационни белите дробове като процент от тежък, което води BBN трябва да бъде различен в стартовия астрономически обекти Вселената. Да, и експериментално няма доказателства в нашата галактика за достатъчно равновесие на големи обекти от тежестта като черни дупки или неутронни звезди, за да се балансира ореховата маса на нашия Млечен път. Същевременно същите неутронни звезди, тъмни галактически халос, черни отвори, бели, черен и кафяви джуджета (звезди в различни етапи от техния жизнен цикъл), най-вероятно са част от тъмната материя, от която се състои тъмната материя. Черната енергия може да допълни и пълнежа им, включително и в предвидените хипотетични обекти, като например преон, кварк и Q-звезди.

Небарионни кандидати

Вторият сценарий предполага небарионно стартиране. Тук няколко вида частици могат да действат като кандидати. Например, леки неутрино, чието съществуване вече е доказано от учените. Но тяхната маса, от порядъка на една стотна до една десет хилядна еV (електро-волта), на практика ги изключва от възможните частици поради невъзможността да се получи необходимата критична плътност. Но тежките неутрино, съчетани с тежки лептони, практически не се проявяват слаби взаимодействия при нормални условия. Такива неутрино се наричат ​​стерилни, те с максимална маса до една десета от еV са по-склонни да се квалифицират като кандидати за частици от тъмна материя. Axions и космоните бяха изкуствено въведени във физическите уравнения за решаване на проблемите в квантовата хромодинамика и в стандартния модел. Заедно с друга стабилна суперсиметрична частица (SUSY-LSP), те могат да се квалифицират като кандидати, тъй като те не участват в електромагнитни и силни взаимодействия. Въпреки това, за разлика от неутрините, те все още са хипотетични, тяхното съществуване все още се нуждае от доказване.

Теорията за черна материя

Липсата на маса във Вселената поражда различни теории в тази област, някои от които са доста последователни. Например, теорията, че обикновената гравитация не е в състояние да обясни странното и прекомерно въртене на звездите в спиралните галактики. С такива скорости те просто биха прелетяли отвъд него, ако не и за някаква задържаща сила, която все още не е възможно да се регистрира. Други теории, за да обясни невъзможността да се получи дисертации WIMP (масивни частици elektroslabovzaimodeystvuyuschie партньори елементарни subparticles, SUSY и свръхтежък - тоест идеални кандидати) в условията на терена, защото те живеят в п-измерение, различно от в голям начин от нашия триизмерен. Според теорията на Калуза-Клайн, такива измервания са недостъпни за нас.

Променливи звезди

Друга теория описва как променливите звезди и черна материя си взаимодействат помежду си. Gloss такава звезда може да варира не само поради метафизични процеси, протичащи вътре (пулсация хромосферен дейност известност освобождаване, преливник и затъмнение в двойни звездни системи, експлозия на свръхнова), но и защото аномални свойства на тъмната материя.

VARP двигател

Според една от теориите тъмната материя може да се използва като гориво за подземни двигатели на космически кораби, работещи върху хипотетичен WARP двигател (WARP Engine). Потенциално такива двигатели позволяват на кораба да се движи със скорости, надхвърлящи скоростта на светлината. Теоретично те могат да огънат пространството преди и зад кораба и да го преместят в него дори по-бързо, отколкото електромагнитната вълна се ускорява във вакуум. Самият кораб не се ускорява локално - само пространственото поле пред него е извито. В много фантастични истории се използва такава технология, например в сагата Star Trek.

Поколение в наземни условия

Опитите за генериране и получаване на черна материя на място все още не са довели до успех. В момента провеждат експерименти в LHC (Large Hadron Collider), точно там, където за първи път, записани бозона на Хигс, както и други, по-малко мощен, включително линейни ускорители в търсене на стабилна, но слабо взаимодействащи елементарни частици електромагнитно партньори. Въпреки това, нито photino нито gravitino higsino аудио, аудио sneutrinos (Neutralino), както и други WIMPs (WIMP) все още не са получили. Според предварителната внимателна оценка на учените, за да се получи един милиграм тъмна материя в сухоземни условия, е необходимо еквивалентът на консумирана енергия в САЩ през годината.