Поделиться в FB
Поделиться в FB
Поделиться в TWITTER
Поделиться в TWITTER
Поделиться в VK
Поделиться в VK
Подписка на канал
Подписка на канал
последовательность фибоначчи что это - узнайте все о загадках вселенной и природы, поверните ключ к тайнам бытия...

Дело об экзотических частицах
 

Однако имеется подозрение, что коричневые карлики либо кометы (либо кроме того черные дыры (The Black Hole), в случае, если считать их останками мертвых звезд) составляют только малую часть чёрной материи. Дело в том, что имеется важные основания считать, что чёрная материя по большому счету не складывается из простых атомов. Это предположение связано с дейтерием (тяжелым водородом).

Как уже упоминалось ранее, любой дейтерий, который мы замечаем, должен был появиться на протяжении Большого взрыва, а не синтезироваться в звезд. О его количестве в нашей Вселенной сейчас точно не было известно. Но астрономы нашли спектральный след дейтерия, отличающийся от простого водорода, в свете, идущем от весьма далеких галактик. Для измерений потребовались новые замечательные телескопы с зеркалами диаметром 10 м. Замечаемое содержание дейтерия есть ничтожным: лишь один атом из 50 000 есть атомом дейтерия. Соотношение, которое должно было сохраниться со времен Большого взрыва, зависит от плотности Вселенной, и наблюдения согласуются с теорией, в случае, если плотность образовывает 0,2 атома водорода на 1 м3. Это в достаточной степени соответствует настоящему количеству атомов в светящихся объектах: половина приходится на галактики, а половина – на межгалактический газ, но тогда ничего не остается для объяснения чёрной материи.

В случае, если существует достаточно атомов, дабы составить чёрную материю, которая в пять (а быть может, и вдесятеро) больше того, что мы действительно видим, результаты наблюдений прекратят соответствовать теории. Тогда расчеты Большого взрыва будут предсказывать еще меньше дейтерия и больше гелия, чем мы действительно замечаем, и происхождение дейтерия во Вселенной станет тайной. Это говорит нам о ответственной вещи: атомы во Вселенной, плотность которой образовывает 0,2 атома на 1 м3, создают лишь 4 % критической плотности, а основная масса чёрной материи складывается из чего-то инертного с точки зрения ядерных реакций. Экзотические частицы, а не обычные атомы, вносят основной вклад в значение числа Ω.

Дело об экзотических частицах
 

Неуловимые частицы, каковые называются нейтрино, – один из кандидатов. У них нет электрического заряда, и они еле взаимодействуют с простыми атомами: практически все нейтрино, каковые попадают в Землю, проходят через нее насквозь. В течение первых нескольких секунд по окончании Большого взрыва, в то время, когда температура достигала 10 млрд градусов, сжатие было столь громадно, что реакции, превращающие фотоны (кванты излучения) в нейтрино, были достаточно стремительны, дабы создать равновесие. Следовательно, количество нейтрино, оставшихся от «космического огненного шара», должно быть связано с числом фотонов. Применяя обычные и непротиворечивые законы физики, любой может подсчитать, что соотношение нейтрино к фотонам должно составлять 3 к 11. на данный момент в излучении, оставшемся от Большого взрыва, содержится 412 млн фотонов на 1 м3. Существует три разновидности нейтрино, и в каждом кубическом сантиметре содержится 113 нейтрино каждого вида – иначе говоря на любой атом во Вселенной приходятся много миллионов нейтрино. Очевидно, в контексте чёрной материи ответственны самые тяжелые из этих трех видов.

Потому, что количество нейтрино существенно превышает количество атомов, они смогут быть основной составляющей чёрной материи, кроме того в случае, если масса каждого из них образовывает одну стомиллионную атома. До 1980-х гг. практически все думали, что нейтрино – это частицы с нулевой массой спокойствия; в таком случае они будут иметь энергию и двигаться со скоростью света, но их гравитационное действие не будет играть роли. (Подобным образом фотоны, оставшиеся от начального этапа существования Вселенной, сейчас обнаруживаются в реликтовом излучении и не проявляют какого-либо заметного гравитационного действия.) Но на данный момент считается, что нейтрино смогут иметь какую-то массу, не смотря на то, что и весьма мелкую.

Дело об экзотических частицах
 

Лучшим доказательством того, что нейтрино имеют массу, стал опыт «Камиоканде» в Японии. В нем применяли громадный резервуар в форме цилиндра, размещенный в бывшей цинковой шахте. Экспериментаторы изучали нейтрино, идущие от Солнца, где они являются побочным продуктом ядерных реакций в центре, и и другие нейтрино, каковые генерируются весьма стремительными частицами (космическими лучами), попадающими в верхние слои атмосферы Земли. Опыты продемонстрировали ненулевую массу нейтрино, допустимо не такую большую, дабы сделать их весомой составляющей чёрной материи. Однако это было наиболее значимое открытие, связанное с природой самих нейтрино. С одной стороны, оно заставляет микромир казаться более сложным, с другой – масса нейтрино может предложить новые ключи к разгадке взаимоотношений между ними и другими частицами.

По крайней мере, нам как мы знаем, что нейтрино существуют, не смотря на то, что мы так же, как и прежде точно не знаем их массы. Но имеется долгий перечень гипотетических частиц, каковые, быть может, существуют и (в случае, если это так) могли выйти из Большого взрыва в достаточном количестве, дабы внести основной вклад в значение числа Ω. Нет никаких особенно убедительных оснований делать выводы о том, как тяжелы смогут быть эти частицы. Наилучшие предположения дают значение в много раз тяжелее атома водорода. Если бы в Галактике хватало таких частиц, дабы составить чёрную материю, по соседству с Солнцем их бы насчитывалось по нескольку тысяч на 1 м3. Они бы двигались приблизительно с той же скоростью, что и средняя звезда в Галактике, – где-то 300 км/с.

 

Эти частицы, тяжелые, но электрически нейтральные, в основном, как и нейтрино, проходили бы прямо через Землю. Однако их часть могла бы взаимодействовать с атомами веществ, через каковые они проходят. В течение дня происходило бы всего пара столкновений с каждым из нас (притом что наше тело содержит приблизительно 1029 атомов). Мы же очевидно ничего не чувствуем. Но опыты с высокой чувствительностью смогут найти весьма не сильный «удары» либо отдачу, появляющуюся, в то время, когда такие столкновения происходят с куском кремния либо подобным материалом. Детекторы должны быть охлаждены до низкой температуры и размещены глубоко под землей (к примеру, их располагают в шахте в Йоркшире либо в туннеле под горами в Италии). Это нужно, дабы снизить помехи от других событий, каковые смогут заглушить настоящие сигналы от соударений с чёрной материей.

Пара групп физиков взялись за тяжёлые задачи данной «подземной астрономии». Это узкая и долгая работа, но, в случае, если ученые добьются успеха, они смогут не только определить, из чего же в основном состоит наша Вселенная, а так же еще и открыть новый серьёзный вид частиц. Лишь величайший оптимист мог бы положиться на успех этого предприятия, в силу того, что на настоящий момент у нас нет теории относительно частиц чёрной материи, следовательно, весьма тяжело отыскать оптимальный путь поиска.

на данный момент рассматривается и множество других кандидатов, каковые смогут составлять чёрную материю. Кое-какие физики предпочитают версию о еще более легкой частице, которая называется аксионом. Другие предполагают, что эти частицы смогут быть в миллиард раз тяжелее, чем те, каковые ищут на данный момент (в этом случае они должны видеться в миллиард раз реже, что делает поиск еще более тяжёлым). Либо они могли бы быть куда более экзотическими – к примеру, черные дыры (The Black Hole) размером с атом, созданные под огромным давлением первоначальной Вселенной.

Tags:
20 комментариев

Комментарии закрыты.

  1. Elidaar 3 месяца назад

    Из книги «Кварки, хаос и христианство» (John Polkinghorne, Quarks, Chaos and Christianity, SPCK Triangle Press, 1994).

  2. New-ton 3 месяца назад

    Как саркастически увидел космолог Джон Барроу, в случае, если это замечание правильно, то оно, само собой разумеется, не есть уникальным.

  3. lider 3 месяца назад

    В частности, интенсивность излучения, измеренная аппаратом COBE в миллиметровых длинах волн, возможно не сильный, чем предсказанная экстраполяция того, что было надежно выяснено в сантиметровых длинах волн. Многие процессы смогут сопровождаться дополнительным излучением на миллиметровых волнах, к примеру излучение от пыли либо от звезд с весьма сильным красным смещением, и исходя из этого мы не должны быть обескуражены тем, что на этих длинах волн излучение будет более интенсивным, чем у абсолютно тёмного тела. Сложнее будет растолковать более низкую температуру на миллиметровых волнах.

  4. ferma 3 месяца назад

    Кто-то может задаться вопросом, по какой причине исчезают подструктуры в галактик, в то время как отдельные галактики продолжают существовать в скоплений, каковые не становятся едиными «супергалактиками». Это происходит по причине того, что на более поздних этапах создания иерархии в скоплениях газ есть через чур горячим и рассеянным, дабы сконденсироваться в звезды. Процесс формирования звезд «угасает» в масштабах громадных, чем галактики.

  5. kosmo 3 месяца назад

    Правильное значение критической плотности и, кстати, некоторых других плотностей, упомянутых тут, зависит от текущего масштаба Вселенной – это то, что известно с точностью всего 10–20 % из-за неприятностей определения так называемой постоянной не сильный. Эти неприятности сами по себе смогут составить содержание целой книги. Однако я должен упомянуть, из уважения к экспертам, что числа в данной книге соответствуют постоянной Хаббла, составляющей (в простых единицах) 65 км/с на мегапарсек.

  6. startrek 3 месяца назад

    Весьма занимательная статья со смыслом о космических числах и математики космоса.

  7. Protos-m 3 месяца назад

    Мне думается если бы это было быть может,мы бы уже встретили людей из будущего из другой параллельной вселенной

  8. Callang 3 месяца назад

    Это подтверждение в действительности говорит нам о разнице квадратов масс двух разных видов нейтрино. Более ранний вариант опыта «Камиоканде» записал данные 11 событий, связанных с высокоэнергетическими нейтрино от появившейся в 1987 г. недалеко от нас сверхновой. Американский опыт в соляной шахте в Огайо зафиксировал данные еще восьми событий. (Кроме этого нейтринные события зарегистрировал детектор в Баксанской лаборатории на Кавказе. – Прим. авт.) Полученные цифры порадовали астрофизиков, потому, что отлично согласовываются с предсказаниями теорий сверхновых.

  9. Cripter 3 месяца назад

    На первый взгляд может показаться, что это противоречит утверждению о том, что число Q остается одним и тем же во всех масштабах. Однако Q в действительности рассчитывается как избыточная плотность, умноженная на квадрат масштаба длины. В соответствии с законам тяготения Ньютона, гравитационная энергия связи на поверхности сферы зависит от массы, деленной на радиус. Однако для сфер разной массы, но однообразной плотности масса зависит от (радиус)3, исходя из этого энергия связи отличается на (радиус)2. Следовательно, в более больших масштабах колебания плотности имеют меньшую амплитуду.

  10. Protos-m 3 месяца назад

    Кто-то может задаться вопросом, по какой причине исчезают подструктуры в галактик, в то время как отдельные галактики продолжают существовать в скоплений, каковые не становятся едиными «супергалактиками». Это происходит по причине того, что на более поздних этапах создания иерархии в скоплениях газ есть через чур горячим и рассеянным, дабы сконденсироваться в звезды. Процесс формирования звезд «угасает» в масштабах громадных, чем галактики.

  11. Cripter 3 месяца назад

    Был создан альтернативный способ – систематическое измерение положения звезды, достаточно правильное, дабы отследить ее орбитальные колебания. (В то время как способ Доплера измеряет движение вдоль луча зрения, данный способ обнаруживает поперечное движение в плоскости неба.)

  12. Callang 3 месяца назад

    Из чего же состояло пространство вне точки сингулярности ?

  13. startrek 3 месяца назад

    Уильям Оккам привел взор на вещи, который в переводе с латинского свидетельствует: «Не нужно умножать сущности сверх нужного».

  14. letun 3 месяца назад

    Если бы вы перед критикой хотя-бы поверхностно познакомились с способами науки (ОТО эйнштейна) то осознали бы, что она сначала сооружает модель, а позже наблюдает попали ли явления в эту модель, в случае, если нет, то модель не верна- на доработку. А если они что-то подсчитывают значит они опираются на модель, доказавшую свою работоспособность. Да, она может ошибаться, но эта ошибка скорее будет в неточности, а не в том, что все расчёты неосуществимы

  15. Madanar 3 месяца назад

    “Фотометрический парадокс (парадокс Ольберса, парадокс Шезо — Ольберса) — один из парадоксов дорелятивистской космологии, заключающийся в том, что в стационарной Вселенной, равномерно заполненной звёздами (как тогда считалось), яркость неба (а также ночного) должна быть приблизительно равна яркости солнечного диска. В теории в космологической модели Большого Взрыва данный парадокс абсолютно разрешается при помощи учёта конечности скорости света и конечности возраста Вселенной.”

  16. Jandata 3 месяца назад

    Ливио и др. (Nature, 340, 281 1989) вычислили, как производство углерода чувствительно к трансформациям в закономерностях ядерной физики.

  17. einshtein 3 месяца назад

    В частности, интенсивность излучения, измеренная аппаратом COBE в миллиметровых длинах волн, возможно не сильный, чем предсказанная экстраполяция того, что было надежно выяснено в сантиметровых длинах волн. Многие процессы смогут сопровождаться дополнительным излучением на миллиметровых волнах, к примеру излучение от пыли либо от звезд с весьма сильным красным смещением, и исходя из этого мы не должны быть обескуражены тем, что на этих длинах волн излучение будет более интенсивным, чем у абсолютно тёмного тела. Сложнее будет растолковать более низкую температуру на миллиметровых волнах.

  18. Kvadron 3 месяца назад

    Спасибр! Хорошая статья подойдет для реферата шесть чисел Еще бы побольше знаний на тему “Дело об”

  19. Cripter 2 месяца назад

    Следующие приятель за другом «гребни волн» в излучении любого атома либо молекулы связаны с их колебанием, которое, в сущности, есть микроскопическими часами. Вершины волн прибывают медленнее, в то время, когда источник удаляется и протяженность волны возрастает.

  20. Madanar 2 месяца назад

    Правильное значение критической плотности и, кстати, некоторых других плотностей, упомянутых тут, зависит от текущего масштаба Вселенной – это то, что известно с точностью всего 10–20 % из-за неприятностей определения так называемой постоянной Хаббла. Эти неприятности сами по себе смогут составить содержание целой книги. Однако я должен упомянуть, из уважения к экспертам, что числа в данной книге соответствуют постоянной Хаббла, составляющей (в простых единицах) 65 км/с на мегапарсек.

Предлжите свою идею...

Сдесь Вы можете подать заявку на членство в клубе...

Sending

©2019 Суть числа. Некоммерческий проект. Все материалы свободны к использованию.

или

Введите данные:

или    

Forgot your details?

или

Create Account

Перейти к верхней панели