암흑 물질. 여섯 가지 우주론적 문제
우주 규모의 물체의 움직임은 오래된 뉴턴의 이론을 따릅니다. 그러나 30년대 프리츠 츠비키(Fritz Zwicky)의 발견과 겉보기 질량보다 빠르게 회전하는 멀리 떨어진 은하에 대한 수많은 관측은 천문학자들과 물리학자들로 하여금 암흑 물질의 질량을 계산하도록 이끌었습니다. . 우리의 도구에. 이 법안은 매우 높은 것으로 판명되었습니다. 현재 우주 질량의 거의 27%가 암흑 물질로 추정됩니다. 이것은 우리가 관찰할 수 있는 "일반적인" 물질보다 XNUMX배 이상 많습니다.
불행히도, 소립자는 이 수수께끼 같은 덩어리를 구성할 입자의 존재를 예측하지 못하는 것 같습니다. 지금까지 우리는 충돌하는 가속기에서 그것들을 감지하거나 고에너지 빔을 생성할 수 없었습니다. 과학자들의 마지막 희망은 암흑 물질을 구성할 수 있는 "멸균" 중성미자의 발견이었습니다. 그러나 지금까지 그들을 탐지하려는 시도도 실패했습니다.
암흑 에너지
90년대에 우주의 팽창이 일정하지 않고 가속된다는 것이 발견되었기 때문에 계산에 또 다른 추가가 필요했는데 이번에는 우주의 에너지에 대한 것이었습니다. 이 가속도를 설명하기 위해 추가 에너지(즉, 특수 상대성 이론에 따르면 질량이 동일하기 때문에 질량)가 필요하다는 것이 밝혀졌습니다. 암흑 에너지 - 우주의 약 68%를 차지해야 합니다.
그것은 우주의 XNUMX분의 XNUMX 이상이 다음으로 구성되어 있다는 것을 의미합니다... 신은 무엇을 알고 있습니다! 암흑 물질의 경우와 마찬가지로 우리는 그 성질을 포착하거나 탐구할 수 없었기 때문입니다. 어떤 사람들은 이것이 양자 효과의 결과로 "무에서 나온" 입자가 나타나는 것과 동일한 에너지인 진공의 에너지라고 믿습니다. 다른 사람들은 그것이 자연의 다섯 번째 힘인 "정상"이라고 제안합니다.
우주론적 원리가 전혀 작동하지 않고, 우주가 불균일하고, 다른 영역에서 밀도가 다르고, 이러한 변동이 가속 팽창의 환상을 만든다는 가설도 있습니다. 이 버전에서 암흑 에너지의 문제는 단지 환상일 것입니다.
아인슈타인은 자신의 이론에 도입했다가 그 개념을 제거했습니다. 우주 상수암흑 에너지와 관련이 있습니다. 이 개념은 우주 상수의 개념을 대체하려고 시도한 양자 역학 이론가들에 의해 계속되었습니다. 양자 진공 장 에너지. 그러나 이 이론은 10120 우리가 알고 있는 속도로 우주를 팽창시키는 데 필요한 것보다 더 많은 에너지를 ...
인플레이션
Теория 우주 인플레이션 그것은 많은 것을 만족스럽게 설명하지만 작은 문제를 소개합니다(모든 사람에게 작은 것은 아닙니다). 존재 초기에 확장 속도가 빛의 속도보다 빠르다는 것을 암시합니다. 이것은 우주 물체의 현재 보이는 구조, 온도, 에너지 등을 설명할 것입니다. 그러나 요점은 이 고대 사건의 흔적이 지금까지 발견되지 않았다는 것입니다.
런던 임페리얼 칼리지(Imperial College London, London)와 헬싱키 대학교(University of Helsinki) 및 코펜하겐(Copenhagen)의 연구원들은 2014년 Physical Review Letters에서 중력이 우주 개발 초기에 심각한 인플레이션을 경험하는 데 필요한 안정성을 어떻게 제공했는지 설명했습니다. 팀 분석 힉스 입자와 중력의 상호작용. 과학자들은 이러한 유형의 작은 상호 작용만으로도 우주를 안정시키고 재앙으로부터 구할 수 있음을 보여주었습니다.
나선은하 M33의 회전속도 그래프
교수는 “과학자들이 소립자의 성질과 상호작용을 설명하는 데 사용하는 소립자물리학의 표준모형은 빅뱅 직후 우주가 왜 붕괴되지 않았는지에 대한 질문에 아직 답을 주지 못했다”고 말했다. 백 라잔티 임페리얼 칼리지 물리학과 출신. “우리 연구에서 우리는 표준 모델의 알려지지 않은 매개변수, 즉 힉스 입자와 중력 사이의 상호 작용에 초점을 맞췄습니다. 이 매개변수는 입자 가속기 실험에서 측정할 수 없지만 팽창 단계에서 힉스 입자의 불안정성에 강한 영향을 미칩니다. 이 매개변수의 작은 값으로도 생존율을 설명하기에 충분합니다.”
퀘이사에 의해 조명된 암흑 물질의 그물
일부 학자들은 인플레이션이 한 번 시작되면 멈추기 어렵다고 생각합니다. 그들은 그 결과로 우리와 물리적으로 분리된 새로운 우주가 창조되었다고 결론지었습니다. 그리고 이 과정은 오늘까지 계속될 것입니다. 다중 우주는 인플레이션 러시 속에서 여전히 새로운 우주를 생성하고 있습니다.
일정한 빛의 속도 원리로 돌아가서, 일부 인플레이션 이론가들은 빛의 속도가 예, 엄격한 한계이지만 일정하지는 않다고 제안합니다. 초기에는 더 높아서 인플레이션을 허용했습니다. 지금은 계속 떨어지고 있지만 너무 느려서 우리가 알아차릴 수 없습니다.
상호 작용 결합
일반 물질, 암흑 물질 및 암흑 에너지의 현재 균형
표준 모델은 자연의 세 가지 유형의 힘을 통합하지만 모든 과학자가 만족할 정도로 약한 상호 작용과 강한 상호 작용을 통합하지 않습니다. 중력은 제쳐두고 아직 소립자의 세계가 있는 일반 모델에 포함될 수 없습니다. 중력을 양자 역학과 조화시키려는 모든 시도는 계산에 너무 많은 무한대를 도입하여 방정식의 가치를 잃게 됩니다.
양자 중력 이론 등가의 원리에서 알려진 중력 질량과 관성 질량 사이의 연결을 끊어야 합니다(기사: "우주의 XNUMX가지 원리" 참조). 이 원칙의 위반은 현대 물리학의 구축을 저해합니다. 따라서 모든 것에 대한 꿈 이론의 길을 열어주는 그러한 이론은 지금까지 알려진 물리학도 파괴할 수 있습니다.
중력이 너무 약해서 양자 상호작용의 작은 규모에서는 눈에 띄지 않지만, 양자 현상의 역학에 차이를 만들 정도로 중력이 강해지는 곳이 있습니다. 이것 블랙홀. 그러나 그 내부와 주변에서 일어나는 현상은 아직까지 연구되고 연구된 바가 거의 없다.
우주 설정
표준 모델은 입자의 세계에서 발생하는 힘과 질량의 크기를 예측할 수 없습니다. 우리는 이론에 데이터를 측정하고 추가함으로써 이러한 양에 대해 배웁니다. 과학자들은 측정된 값의 작은 차이가 우주를 완전히 다르게 보이게 하기에 충분하다는 것을 끊임없이 발견하고 있습니다.
예를 들어, 그것은 우리가 알고 있는 모든 것의 안정적인 물질을 지탱하는 데 필요한 가장 작은 질량을 가지고 있습니다. 암흑 물질과 에너지의 양은 신중하게 균형을 이루어 은하를 형성합니다.
우주의 매개변수를 조정할 때 가장 수수께끼 같은 문제 중 하나는 반물질보다 물질의 장점모든 것이 안정적으로 존재할 수 있도록 합니다. 표준 모형에 따르면 같은 양의 물질과 반물질이 생성되어야 합니다. 물론, 우리의 관점에서 볼 때 물질이 유리하다는 것은 좋은데, 동일한 양은 두 가지 유형의 물질이 격렬하게 소멸되는 폭발에 의해 흔들리는 우주의 불안정성을 의미하기 때문입니다.
팽창 및 수축 우주로 다중 우주의 시각화
측정 문제
결정 측정 양자 물체 파동 함수의 붕괴를 의미합니다. 즉, 상태가 둘("살아 있는지 여부를 알 수 없는 상태에 있는 슈뢰딩거의 고양이")에서 하나(고양이에게 무슨 일이 일어났는지 알고 있음)로의 "변화"를 의미합니다.
측정 문제와 관련된 더 대담한 가설 중 하나는 측정할 때 선택할 수 있는 가능성인 "많은 세계"의 개념입니다. 세계는 매 순간 분리되고 있습니다. 그래서 우리는 고양이가있는 상자를 들여다 보는 세상과 고양이가있는 상자를 들여다 보지 않는 세상이 있습니다 ... 첫 번째-고양이가 사는 세상 또는 하나 그가 살지 않는 곳 등 d.
그는 양자 역학에 심각한 문제가 있으며 그의 의견을 가볍게 여겨서는 안 된다고 믿었습니다.
네 가지 주요 상호 작용
