ጨለማ ጉዳይ። ስድስት የኮስሞሎጂ ችግሮች

በኮስሚክ ሚዛን ላይ ያሉ የነገሮች እንቅስቃሴ ለአሮጌው የኒውተን ቲዎሪ ይታዘዛል። ይሁን እንጂ በ30ዎቹ የፍሪትዝ ዝዊኪ ግኝት እና ከዚያ በኋላ ብዙ የሩቅ ጋላክሲዎች ምልከታዎች ከክብደታቸው በበለጠ ፍጥነት እንደሚሽከረከሩ ፣ የስነ ፈለክ ተመራማሪዎች እና የፊዚክስ ሊቃውንት የጨለማ ቁስን ብዛት እንዲያሰሉ አነሳስቷቸዋል ፣ ይህም በየትኛውም የእይታ ክልል ውስጥ በቀጥታ ሊታወቅ አይችልም ። . ወደ መሳሪያዎቻችን. ሂሳቡ በጣም ከፍተኛ ሆኖ ተገኝቷል - አሁን በግምት 27% የሚሆነው የአጽናፈ ሰማይ ክብደት ጨለማ ጉዳይ ነው። ይህ በእኛ ምልከታ ከሚገኘው "ተራ" ጉዳይ በአምስት እጥፍ ይበልጣል።

እንደ አለመታደል ሆኖ፣ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ይህን የእንቆቅልሽ ስብስብ የሚፈጥሩ ቅንጣቶች መኖራቸውን አስቀድሞ የሚያውቁ አይመስሉም። እስካሁን ድረስ፣ እነርሱን ልናገኛቸው አልቻልንም ወይም በሚጋጩ አፋጣኖች ውስጥ ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን ጨረሮች ማመንጨት አልቻልንም። የሳይንስ ሊቃውንት የመጨረሻው ተስፋ ጥቁር ነገሮችን ሊፈጥር የሚችል "የጸዳ" ኒውትሪኖስ ግኝት ነበር. ሆኖም እስካሁን ድረስ እነሱን ለማግኘት የተደረገው ሙከራም አልተሳካም።

ጥቁር ጉልበት

እ.ኤ.አ. በ 90 ዎቹ ውስጥ የተገኘ በመሆኑ የአጽናፈ ሰማይ መስፋፋት የማያቋርጥ አይደለም ፣ ግን እየተፋጠነ ነው ፣ በስሌቶቹ ላይ ሌላ ተጨማሪ መጨመር ያስፈልጋል ፣ በዚህ ጊዜ በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ። ይህንን ማጣደፍን ለማብራራት ተጨማሪ ኃይል (ማለትም ብዙኃን, ምክንያቱም በልዩ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ መሠረት አንድ ዓይነት ናቸው) - ማለትም. ጥቁር ኢነርጂ - የአጽናፈ ሰማይ 68% ገደማ መሆን አለበት.

ያ ማለት ከሁለት ሦስተኛው በላይ የሚሆነው የአጽናፈ ሰማይ አካል በ... እግዚአብሔር ያውቃል! ምክንያቱም እንደ ጨለማው ጉዳይ ተፈጥሮውን ልንይዘውም ሆነ መመርመር አልቻልንም። አንዳንዶች ይህ የቫኩም ሃይል ነው ብለው ያምናሉ, በኳንተም ተጽእኖዎች ምክንያት "ከምንም ውጭ" ቅንጣቶች የሚታዩበት ተመሳሳይ ኃይል ነው. ሌሎች ደግሞ "ኩንቴሴስ" ነው ብለው ይጠቁማሉ, አምስተኛው የተፈጥሮ ኃይል.

በተጨማሪም የኮስሞሎጂ መርሆ ምንም አይሰራም የሚል መላምት አለ፣ አጽናፈ ዓለሙ ተመሳሳይነት የለውም፣ በተለያዩ አካባቢዎች የተለያየ እፍጋቶች አሉት፣ እና እነዚህ ውጣ ውረዶች መስፋፋትን የማፋጠን ቅዠት ይፈጥራሉ። በዚህ ስሪት ውስጥ የጨለማው ኃይል ችግር ቅዠት ብቻ ይሆናል.

አንስታይን በንድፈ ሃሳቦቹ ውስጥ አስተዋወቀ - ከዚያም አስወገደ - ጽንሰ-ሀሳቡን የኮስሞሎጂ ቋሚከጨለማ ጉልበት ጋር የተያያዘ. ፅንሰ-ሀሳቡ የቀጠለው የኮስሞሎጂ ቋሚ ጽንሰ-ሀሳብን ለመተካት በሞከሩ የኳንተም ሜካኒክስ ቲዎሪስቶች ነው። የኳንተም ቫኩም የመስክ ጉልበት. ሆኖም ይህ ጽንሰ-ሐሳብ 10 ሰጥቷል¹²⁰ በምናውቀው ፍጥነት አጽናፈ ሰማይን ለማስፋት ከሚያስፈልገው በላይ ጉልበት...

የዋጋ ግሽበት

ቲዮሪ የቦታ ግሽበት በጣም አጥጋቢ በሆነ መልኩ ያብራራል, ነገር ግን ትንሽ (በደንብ ለሁሉም ሰው ትንሽ አይደለም) ችግርን ያስተዋውቃል - እሱ በሕልው መጀመሪያ ጊዜ ውስጥ, የማስፋፊያ ፍጥነቱ ከብርሃን ፍጥነት የበለጠ መሆኑን ይጠቁማል. ይህ በአሁኑ ጊዜ የሚታየውን የጠፈር ነገሮች አወቃቀር፣ የሙቀት መጠኑን፣ ጉልበታቸውን፣ ወዘተ ያብራራል። ነጥቡ ግን እስካሁን የዚህ ጥንታዊ ክስተት ምንም አይነት አሻራ አለመገኘቱ ነው።

በለንደን ኢምፔሪያል ኮሌጅ ተመራማሪዎች እና የሄልሲንኪ እና የኮፐንሃገን ዩኒቨርስቲዎች በ2014 ፊዚካል ሪቪው ሌተርስ ላይ የስበት ኃይል በእድገቱ መጀመሪያ ላይ ከፍተኛ የሆነ የዋጋ ንረት እንዲያጋጥመው ዩኒቨርስ የሚያስፈልገውን መረጋጋት እንዴት እንዳስገኘ ገልፀውታል። ቡድኑ ተንትኗል በ Higgs ቅንጣቶች እና በስበት ኃይል መካከል ያለው መስተጋብር. የሳይንስ ሊቃውንት የዚህ ዓይነቱ ትንሽ መስተጋብር እንኳን አጽናፈ ሰማይን ሊያረጋጋ እና ከአደጋ ሊያድነው እንደሚችል አሳይተዋል.

የሽብል ጋላክሲ M33 የማዞሪያ ፍጥነት ግራፍ

"ሳይንቲስቶች የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን ምንነት እና ግንኙነታቸውን ለማብራራት የሚጠቀሙበት የአንደኛ ደረጃ የፊዚክስ መደበኛ ሞዴል ከBig Bang በኋላ ዩኒቨርስ ለምን ወዲያው እንዳልፈራረሰ ለሚለው ጥያቄ እስካሁን መልስ አልሰጠም" ብለዋል ፕሮፌሰሩ። አርቱ ራጃንቲ ከኢምፔሪያል ኮሌጅ ፊዚክስ ዲፓርትመንት. "በእኛ ጥናታችን ላይ ትኩረት አድርገን ያልታወቀ የስታንዳርድ ሞዴል መለኪያ ማለትም በHiggs particles እና gravity መካከል ባለው መስተጋብር ላይ ነው። ይህ ግቤት በቅንጦት አፋጣኝ ሙከራዎች ውስጥ ሊለካ አይችልም፣ ነገር ግን በዋጋ ግሽበት ወቅት በሂግስ ቅንጣቶች አለመረጋጋት ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ አለው። የዚህ ግቤት ትንሽ እሴት እንኳን የመዳንን ፍጥነት ለማስረዳት በቂ ነው።

በኳሳር የበራ የጨለማ ነገር ድር

አንዳንድ ምሁራን የዋጋ ግሽበት አንዴ ከጀመረ ለማቆም አስቸጋሪ እንደሆነ ያምናሉ። ውጤቱም በአካል ከእኛ የተለዩ አዳዲስ አጽናፈ ዓለማት መፈጠሩ ነው ብለው ይደመድማሉ። እና ይህ ሂደት እስከ ዛሬ ድረስ ይቀጥላል. መልቲቨርስ አሁንም በዋጋ ንረት ውስጥ አዳዲስ አጽናፈ ዓለሞችን እየፈጠረ ነው።

ወደ ቋሚ የብርሃን መርህ ፍጥነት ስንመለስ አንዳንድ የዋጋ ግሽበት ንድፈ ሃሳቦች የብርሃን ፍጥነት አዎን፣ ጥብቅ ገደብ ነው፣ ግን ቋሚ አይደለም ይላሉ። በመጀመርያው ዘመን የዋጋ ግሽበት እንዲኖር ያስችላል። አሁን መውደቁን ቀጥሏል ነገርግን ቀስ በቀስ ልናስተውለው አልቻልንም።

መስተጋብሮችን በማጣመር

አሁን ያለው የተራ ቁስ፣ የጨለማ ጉዳይ እና የጨለማ ጉልበት ሚዛን

ስታንዳርድ ሞዴል፣ ሦስቱን የተፈጥሮ ኃይሎች አንድ ሲያደርግ፣ ሁሉንም ሳይንቲስቶች በሚያረካ መልኩ ደካማ እና ጠንካራ መስተጋብርን አንድ የሚያደርግ አይደለም። የስበት ኃይል ወደ ጎን ይቆማል እና ከአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ዓለም ጋር በአጠቃላይ ሞዴል ውስጥ ገና ሊካተት አይችልም። የስበት ኃይልን ከኳንተም ሜካኒክስ ጋር ለማስታረቅ የሚደረግ ማንኛውም ሙከራ በስሌቶቹ ውስጥ እጅግ በጣም ብዙ ገደብ የለሽነትን በማስተዋወቅ እኩልታዎቹ ዋጋቸውን ያጣሉ።

የስበት ኃይል ኳንተም ቲዎሪ በተመጣጣኝ መርህ የሚታወቀው በስበት ክብደት እና በማይንቀሳቀስ ክብደት መካከል ያለውን ግንኙነት ማቋረጥን ይጠይቃል (አንቀጽ ይመልከቱ፡ "ስድስት የአጽናፈ ዓለማት መርሆዎች")። ይህንን መርህ መጣስ የዘመናዊ ፊዚክስ ግንባታን ያዳክማል። ስለዚህ, ስለ ሁሉም ነገር የሕልም ንድፈ ሐሳብ መንገድን የሚከፍት እንዲህ ዓይነቱ ጽንሰ-ሐሳብ እስካሁን ድረስ የሚታወቀውን ፊዚክስ ሊያጠፋ ይችላል.

ምንም እንኳን የስበት ኃይል በትንሹ የኳንተም መስተጋብር ለመታየት በጣም ደካማ ቢሆንም በኳንተም ክስተቶች ሜካኒክስ ላይ ለውጥ ለማምጣት ጠንካራ የሚሆንበት ቦታ አለ። ይህ ጥቁር ቀዳዳዎች. ነገር ግን፣ በውስጥም ሆነ በዳርቻዎቻቸው እየተከሰቱ ያሉት ክስተቶች ብዙም የተጠኑ እና የተጠኑ አይደሉም።

አጽናፈ ሰማይን ማዋቀር

የስታንዳርድ ሞዴል በአለም ቅንጣቶች ውስጥ የሚነሱትን ሀይሎች እና የጅምላ መጠን መተንበይ አይችልም። ስለእነዚህ መጠኖች የምንማረው በንድፈ ሃሳቡ ላይ መረጃን በመለካት እና በማከል ነው። ሳይንቲስቶች አጽናፈ ዓለሙን ሙሉ ለሙሉ የተለየ መልክ እንዲይዙ ለማድረግ በሚለካው እሴት ላይ ትንሽ ልዩነት በቂ መሆኑን በየጊዜው እያገኙ ነው።

ለምሳሌ, እኛ የምናውቀውን ሁሉ የተረጋጋውን ጉዳይ ለመደገፍ የሚያስፈልገው ትንሹ ስብስብ አለው. የጨለማ ቁስ እና ጉልበት መጠን ጋላክሲዎችን ለመፍጠር በጥንቃቄ ሚዛናዊ ነው።

የአጽናፈ ዓለሙን መለኪያዎች በማስተካከል ላይ ካሉት በጣም ግራ የሚያጋቡ ችግሮች አንዱ ነው። በፀረ-ቁስ አካል ላይ ያለው ጥቅምሁሉም ነገር በተረጋጋ ሁኔታ እንዲኖር ያስችላል. እንደ ስታንዳርድ ሞዴል ተመሳሳይ መጠን ያለው ቁስ እና አንቲሜትሮች መፈጠር አለባቸው. እርግጥ ነው፣ከእኛ አንፃር፣ ቁስ አካል ጥቅም ቢኖረው ጥሩ ነው፣ ምክንያቱም በእኩል መጠን የአጽናፈ ዓለሙን አለመረጋጋት የሚያመለክት፣ በሁለቱም የቁስ ዓይነቶች መጥፋት ኃይለኛ ፍንዳታ ነው።

የባለብዙ ቨርስን እይታ በሚሰፋ እና በሚዋጉ ዩኒቨርስ

የመለኪያ ችግር

ዉሳኔ ልኬት የኳንተም እቃዎች የማዕበል ተግባር መውደቅ ማለት ነው፣ ማለትም የግዛታቸው ሁኔታ ከሁለት (የሽሮዲንገር ድመት በማይታወቅ ሁኔታ "በሕይወት ወይም በሞተ" ሁኔታ) ወደ አንድ ነጠላ (በድመቷ ላይ ምን እንደተፈጠረ እናውቃለን)።

ከመለካት ችግር ጋር የተያያዙ ደፋር መላምቶች አንዱ "የብዙ ዓለም" ጽንሰ-ሐሳብ ነው - ስንለካ የምንመርጥባቸው እድሎች. ዓለሞች በየደቂቃው ይለያያሉ። ስለዚህ፣ ድመት ያለው ሳጥን ውስጥ የምንመለከትበት፣ እና ድመት ያለው ሳጥን ውስጥ የማንመለከትበት ዓለም አለን ... በመጀመሪያ - ድመቷ የምትኖርበት ዓለም ወይም አንደኛው። የማይኖርበት ወዘተ መ.

በኳንተም ሜካኒክስ ላይ አንድ ነገር በጣም የተሳሳተ ነው ብሎ ያምን ነበር፣ እና የእሱ አስተያየት በቀላል መታየት የለበትም።

አራት ዋና ግንኙነቶች