טונקל ענין. זעקס קאָסמאָלאָגיקאַל פּראָבלעמס
צופרידן
די באַוועגונגען פון אַבדזשעקץ אויף אַ קאָסמיש וואָג פאָלגן די גוט אַלט ניוטאָן ס טעאָריע. אָבער, די אנטדעקונג פון Fritz Zwicky אין די 30 ס און דערנאָך פילע אַבזערוויישאַנז פון ווייַט גאַלאַקסיעס וואָס דרייען פאַסטער ווי זייער קלאָר מאַסע וואָלט אָנווייַזן, געפירט אַסטראָנאָמערס און פיסיסיסץ צו רעכענען די מאַסע פון פינצטער מאַטעריע, וואָס קענען ניט זיין גלייַך באשלאסן אין קיין בנימצא קייט פון אָבסערוואַציע. . צו אונדזער מכשירים. דער רעכענונג האט זיך ארויסגעוויזן צו זיין זייער הויך - עס ווערט יעצט געשאצט אז כמעט 27% פון דער מאסע פונעם אוניווערס איז פינצטער מאטעריאל. דאָס איז מער ווי פינף מאָל מער ווי די "געוויינטלעך" ענין וואָס איז בנימצא צו אונדזער אַבזערוויישאַנז.
צום באַדויערן, עלעמענטאַר פּאַרטיקאַלז טאָן ניט פאָרויסזאָגן די עקזיסטענץ פון פּאַרטיקאַלז וואָס וואָלט מאַכן די עניגמאַטיק מאַסע. ביז איצט, מיר האָבן נישט געווען ביכולת צו דעטעקט זיי אָדער דזשענערייט הויך-ענערגיע בימז אין קאַליידינג אַקסעלערייטערז. די לעצטע האָפענונג פון סייאַנטיס איז געווען די ופדעקונג פון "סטערילע" נעוטרינאָס, וואָס קען מאַכן אַ טונקל ענין. אָבער, ביז איצט פרווון צו דעטעקט זיי זענען אויך ניט געראָטן.
פינצטער ענערגיע
זינט עס איז געווען דיסקאַווערד אין די 90 ס אַז די יקספּאַנשאַן פון די וניווערסע איז נישט קעסיידערדיק, אָבער איז אַקסעלערייטינג, נאָך אַ דערצו צו די חשבונות איז פארלאנגט, דאָס מאָל מיט ענערגיע אין די וניווערסע. עס האָט זיך אַרויסגעוויזן, אַז כּדי צו דערקלערן דעם אַקסעלעריישאַן, איז נאָך ענערגיע (ד.ה. מאסע, ווייל לויט דער ספּעציעלער רעלאטיוויטעט-טעאריע זענען זיי די זעלבע) - ד.ה. פינצטער ענערגיע - זאָל מאַכן וועגן 68% פון די וניווערסע.
דאָס וואָלט מיינען אַז מער ווי צוויי-טערדז פון די אַלוועלט איז געמאכט פון ... גאָט ווייסט וואָס! ווייַל, ווי אין דעם פאַל פון טונקל ענין, מיר האָבן נישט געווען ביכולת צו כאַפּן אָדער ויספאָרשן זייַן נאַטור. עטלעכע גלויבן אַז דאָס איז די ענערגיע פון די וואַקוום, די זעלבע ענערגיע אין וואָס פּאַרטיקאַלז "אויס פון גאָרנישט" דערשייַנען ווי אַ רעזולטאַט פון קוואַנטום ווירקונג. אנדערע פֿאָרשלאָגן אַז עס איז די "קווינטעססענסע", די פינפט קראַפט פון נאַטור.
עס איז אויך אַ כייפּאַטאַסאַס אַז די קאָסמאָלאָגיקאַל פּרינציפּ טוט נישט אַרבעטן אין אַלע, די וניווערסע איז ינכאָודזשיניאַס, האט פאַרשידענע געדיכטקייַט אין פאַרשידענע געביטן, און די פלאַקטשויישאַנז מאַכן די אילוזיע פון אַקסעלערייטינג יקספּאַנשאַן. אין דעם ווערסיע, די פּראָבלעם פון טונקל ענערגיע וואָלט זיין נאָר אַן אילוזיע.
איינשטיין האָט אַריינגעבראַכט אין זײַנע טעאָריעס — און דערנאָך אַוועקגענומען — דעם באַגריף קאָסמאָלאָגיקאַל קעסיידערדיקפֿאַרבונדן מיט פינצטער ענערגיע. דער באַגריף איז געווען פארבליבן דורך קוואַנטום מאַקאַניקס טהעאָריסץ וואָס געפרוווט צו פאַרבייַטן די געדאַנק פון די קאָסמאָלאָגיקאַל קעסיידערדיק קוואַנטום וואַקוום פעלד ענערגיע. אָבער, די טעאָריע האט 10120 מער ענערגיע ווי איז דארף צו יקספּאַנד די אַלוועלט אין די קורס וואָס מיר וויסן ...
ינפלאַציע
טעאָריע פּלאַץ ינפלאַציע עס דערקלערט אַ פּלאַץ צופֿרידן, אָבער ינטראַדוסיז אַ קליין (אָוקיי, ניט קליין פֿאַר אַלעמען) פּראָבלעם - עס סאַגדזשעסץ אַז אין דער פרי צייַט פון זייַן עקזיסטענץ די גיכקייַט פון זייַן יקספּאַנשאַן איז געווען גרעסער ווי די גיכקייַט פון ליכט. דאָס וואָלט דערקלערן די איצט קענטיק סטרוקטור פון קאָסמיש אַבדזשעקץ, זייער טעמפּעראַטור, ענערגיע, אאז"ו ו, די פונט, אָבער, איז אַז קיין שפּור פון דעם אלטע געשעעניש זענען נאָך נישט געפונען.
רעסעאַרטשערס אין ימפּעריאַל קאַלידזש לאָנדאָן, לאָנדאָן, און די אוניווערסיטעטן פון העלסינקי און קאָפּענהאַגען דיסקרייבד אין 2014 אין Physical Review Letters ווי ערלעכקייט צוגעשטעלט די פעסטקייַט דארף פֿאַר די אַלוועלט צו דערפאַרונג שטרענג ינפלאַציע פרי אין זייַן אַנטוויקלונג. די מאַנשאַפֿט אַנאַלייזד ינטעראַקשאַן צווישן Higgs פּאַרטיקאַלז און ערלעכקייט. ססיענטיסץ האָבן געוויזן אַז אפילו אַ קליין ינטעראַקשאַן פון דעם טיפּ קענען סטייבאַלייז די אַלוועלט און ראַטעווען עס פון קאַטאַסטראָפע.
גראַפיק פון די ראָוטיישאַן גיכקייַט פון די ספּיראַליש גאַלאַקסי מ33
"דער נאָרמאַל מאָדעל פון עלעמענטאַר פּאַרטאַקאַל פיזיק, וואָס סייאַנטיס נוצן צו דערקלערן די נאַטור פון עלעמענטאַר פּאַרטיקאַלז און זייער ינטעראַקשאַנז, האט נישט נאָך געענטפערט די קשיא פון וואָס די וניווערסע איז נישט ייַנבראָך מיד נאָך די ביג באַנג," האט געזאגט דער פּראָפעסאָר. ראַדזשאַנטי איז צוריק פון די פיזיק דעפּאַרטמענט פון ימפּעריאַל קאַלידזש. "אין אונדזער לערנען, מיר פאָוקיסט אויף די אומבאַקאַנט פּאַראַמעטער פון די סטאַנדאַרד מאָדעל, דאָס איז די ינטעראַקשאַן צווישן Higgs פּאַרטיקאַלז און ערלעכקייט. דעם פּאַראַמעטער קענען ניט זיין געמאסטן אין פּאַרטאַקאַל אַקסעלעראַטאָר יקספּעראַמאַנץ, אָבער עס האט אַ שטאַרק השפּעה אויף די ינסטאַביליטי פון Higgs פּאַרטיקאַלז בעשאַס די ינפלאַציע פאַסע. אפילו אַ קליין ווערט פון דעם פּאַראַמעטער איז גענוג צו דערקלערן די ניצל קורס.
א וועב פון פינצטערע מאטעריע באלויכטן מיט א קוואזער
עטלעכע געלערנטע גלויבן אַז ינפלאַציע, אַמאָל עס סטאַרץ, איז שווער צו האַלטן. זיי פאַרענדיקן אַז זייַן קאַנסאַקוואַנס איז די שאַפונג פון נייַ וניווערסיעס, פיזיקלי אפגעשיידט פון אונדזער. און דעם פּראָצעס וועט פאָרזעצן ביז הייַנט. די מולטיווערסע איז נאָך ספּאַנינג נייַ וניווערסיעס אין אַ ינפליישאַנערי קאַמיש.
צוריקקומען צו די קעסיידערדיק גיכקייַט פון ליכט פּרינציפּ, עטלעכע ינפלאַציע טעאָריסץ פֿאָרשלאָגן אַז די גיכקייַט פון ליכט איז, יאָ, אַ שטרענג שיעור, אָבער נישט אַ קעסיידערדיק. אין דער פרי תקופה עס איז געווען העכער, אַלאַוינג ינפלאַציע. איצ ט פאל ט װײטער , אבע ר אזו י לאנגזאם , א ז מי ר קענע ן ניש ט באמערקן .
קאַמביינינג ינטעראַקשאַנז
די איצטיקע וואָג פון פּראָסט ענין, טונקל ענין און פינצטער ענערגיע
די סטאַנדאַרד מאָדעל, בשעת יונאַפייינג די דרייַ טייפּס פון פאָרסעס פון נאַטור, יונייץ נישט די שוואַך און שטאַרק ינטעראַקשאַנז צו די צופֿרידנקייט פון אַלע סייאַנטיס. גראַוויטי שטייט באַזונדער און קענען נאָך ניט זיין אַרייַנגערעכנט אין די אַלגעמיינע מאָדעל מיט די וועלט פון עלעמענטאַר פּאַרטיקאַלז. יעדער פּרווון צו שאָלעמ מאַכן גראַוויטי מיט קוואַנטום מאַקאַניקס ינטראַדוסיז אַזוי פיל ומענדיקייַט אין די חשבונות אַז די יקווייזשאַנז פאַרלירן זייער ווערט.
קוואַנטום טעאָריע פון ערלעכקייט פארלאנגט א ברעכן אין דער פארבינדונג צווישן די גראוויטאציע מאסע און די אינערציאלע מאסע, באקאנט פונעם עקוויוואלענס פרינציפ (זען ארטיקל: "זעקס פּרינציפּן פונעם אוניווערס"). הילעל פון דעם פּרינציפּ אַנדערמיינז די בנין פון מאָדערן פיזיק. אַזוי, אַזאַ טעאָריע, וואָס עפֿנט דעם וועג צו אַ טעאָריע פון חלומות וועגן אַלץ, קען אויך צעשטערן די פיזיק באקאנט אַזוי ווייַט.
כאָטש גראַוויטי איז צו שוואַך צו זיין באמערקט אויף די קליין וואָג פון קוואַנטום ינטעראַקשאַנז, עס איז אַ אָרט ווו עס ווערט שטאַרק גענוג צו מאַכן אַ חילוק אין די מאַקאַניקס פון קוואַנטום דערשיינונגען. דאס שוואַרץ האָלעס. אָבער, די דערשיינונגען וואָס פּאַסירן ין און אויף זייער אַוצקערץ זענען נאָך קליין געלערנט און געלערנט.
באַשטעטיקן די אַלוועלט
דער סטאַנדאַרד מאָדעל קען נישט פאָרויסזאָגן די גרייס פון די פאָרסעס און מאסע וואָס שטייען אין דער וועלט פון פּאַרטיקאַלז. מיר לערנען וועגן די קוואַנטאַטיז דורך מעסטן און אַדינג דאַטן צו דער טעאָריע. ססיענטיסץ זענען קעסיידער דיסקאַווערד אַז אַ קליין חילוק אין די געמאסטן וואַלועס איז גענוג צו מאַכן די אַלוועלט קוקן גאָר אַנדערש.
פֿאַר בייַשפּיל, עס האט די קלענסטער מאַסע דארף צו שטיצן די סטאַביל ענין פון אַלץ מיר וויסן. די סומע פון טונקל ענין און ענערגיע איז קערפאַלי באַלאַנסט צו פאָרעם גאַלאַקסיעס.
איינער פון די מערסט פּאַזלינג פּראָבלעמס מיט טונינג די פּאַראַמעטערס פון די אַלוועלט איז מייַלע פון מאַטעריע איבער אַנטימאַטטערוואָס אַלאַוז אַלץ צו עקסיסטירן סטאַביל. לויט די סטאַנדאַרד מאָדעל, די זעלבע סומע פון מאַטערי און אַנטימאַטטער זאָל זיין געשאפן. פֿאַרשטייט זיך, פֿון אונדזער שטאַנדפּונקט, איז גוט, אַז די מאַטעריע האָט אַ מייַלע, ווייל גלײַכע אַמאַונץ מיינען די אומשטיבלקייט פונעם וניווערסע, אויפגעטרייסלט דורך געוואלדיקע אויסברוך פון פארניכטונג פון ביידע טיפן ענין.
וויסואַליזאַטיאָן פון די מולטיווערסע מיט יקספּאַנדינג און קאַנטראַקטינג וניווערסעס
מעאַסורעמענט פּראָבלעם
באַשייד ויסמעסטונג קוואַנטום אַבדזשעקץ מיטל די ייַנבראָך פון די כוואַליע פֿונקציע, ד"ה "טוישן" פון זייער שטאַט פון צוויי (Schrödinger ס קאַץ אין אַ ינדיטערמאַנאַנט שטאַט פון "לעבעדיק אָדער טויט") צו אַ איין איינער (מיר וויסן וואָס געטראפן צו די קאַץ).
איינער פון די דרייסטער כייפּאַטאַסאַסעס וואָס זענען שייַכות צו די פּראָבלעם פון מעזשערמאַנט איז דער באַגריף פון "פילע וועלטן" - די מעגלעכקייט פון וואָס מיר קלייַבן ווען מעסטן. וועלטן צעשיידן זיך אין יעדן מאָמענט. אַזוי, מיר האָבן אַ וועלט אין וואָס מיר קוקן אין אַ קעסטל מיט אַ קאַץ, און אַ וועלט אין וואָס מיר קוקן נישט אין אַ קעסטל מיט אַ קאַץ... אין דער ערשטער, אַ וועלט אין וואָס די קאַץ לעבט, אָדער איינער אין וואס ער לעבט נישט וכו' ד.
ער האָט געגלויבט אַז עפּעס איז טיף פאַלש מיט קוואַנטום מאַקאַניקס, און זיין מיינונג איז נישט צו זיין לייכט גענומען.
פיר הויפּט ינטעראַקשאַנז
