Ствари које су тренутно невидљиве

Ствари које наука зна и види само су мали део онога што вероватно постоји. Наравно, наука и технологија не би требало да „визију“ схватају буквално. Иако наше очи не могу да их виде, наука је одавно у стању да „види” ствари попут ваздуха и кисеоника који садржи, радио таласа, ултраљубичастог светла, инфрацрвеног зрачења и атома.

Видимо и у извесном смислу антиматеријакада насилно ступа у интеракцију са обичном материјом, а то је генерално тежи проблем, јер иако смо то видели у ефектима интеракције, у холистичком смислу, као вибрацијама, то је за нас било неухватљиво до 2015. године.

Међутим, ми још увек, у извесном смислу, не „видимо“ гравитацију, јер још нисмо открили ни једног носиоца ове интеракције (тј., на пример, хипотетичку честицу тзв. гравитон). Овде је вредно напоменути да постоји нека аналогија између историје гравитације и .

Ми видимо деловање овог другог, али га не посматрамо директно, не знамо у чему се састоји. Међутим, постоји суштинска разлика између ових „невидљивих“ појава. Нико никада није доводио у питање гравитацију. Али са тамном материјом (1) је другачије.

Како г тамна енергијаза коју се каже да садржи чак и више од тамне материје. Његово постојање је закључено као хипотеза заснована на понашању универзума као целине. „Видјети“ ће вјероватно бити још теже од тамне материје, макар само зато што нас наше заједничко искуство учи да енергија, по својој природи, остаје нешто мање доступно чулима (и инструментима за посматрање) од материје.

Према савременим претпоставкама, оба тамна би требало да чине 96% његовог садржаја.

Дакле, у ствари, чак и сам универзум нам је у великој мери невидљив, а да не говоримо о томе да када је реч о његовим границама, знамо само оне које су одређене људским посматрањем, а не оне које би биле његове праве крајности – ако постоје уопште.

Нешто нас вуче заједно са читавом галаксијом

Невидљивост неких ствари у свемиру може бити мучна, као што је чињеница да се 100 суседних галаксија непрекидно креће ка мистериозној тачки у свемиру познатој као Одличан атрактор. Овај регион је удаљен око 220 милиона светлосних година и научници га називају гравитационом аномалијом. Верује се да Велики Атрактор има масу од квадрилиона сунаца.

Почнимо са чињеницом да се шири. То се дешава још од Великог праска, а тренутна брзина овог процеса се процењује на 2,2 милиона километара на сат. То значи да се наша галаксија и њена суседна галаксија Андромеда такође морају кретати том брзином, зар не? Не баш.

70-их година креирали смо детаљне карте свемира. Микроталасна позадина (ЦМБ) Универзум и приметили смо да је једна страна Млечног пута топлија од друге. Разлика је била мања од стотог степена Целзијуса, али нам је била довољна да схватимо да се крећемо брзином од 600 км у секунди ка сазвежђу Кентаур.

Неколико година касније, открили смо да се не само ми, већ и сви у кругу од сто милиона светлосних година од нас, крећу у истом правцу. Постоји само једна ствар која може да се одупре експанзији на тако велике удаљености, а то је гравитација.

Андромеда, на пример, мора да се удаљи од нас, али за 4 милијарде година ћемо морати... да се сударимо са њом. Довољна маса може издржати експанзију. У почетку су научници мислили да је ова брзина последица наше локације на периферији такозваног Локалног суперкластера.

Зашто нам је тако тешко да видимо овог мистериозног Великог Атрактора? Нажалост, ово је наша сопствена галаксија, која нам блокира поглед. Кроз појас Млечног пута не можемо да видимо око 20% универзума. Десило се да оде управо тамо где је Велики Атрактор. Теоретски је могуће продрети кроз овај вео рендгенским и инфрацрвеним посматрањима, али то не даје јасну слику.

Упркос овим потешкоћама, откривено је да у једном региону Великог Атрактора, на удаљености од 150 милиона светлосних година, постоји галактичка Цлустер Норма. Иза њега је још масивније суперјато, удаљено 650 милиона светлосних година, са масом од 10. галаксија, један од највећих објеката у свемиру који нам је познат.

Дакле, научници сугеришу да је Велики атрактор центар гравитације много суперјата галаксија, укључујући и нашу – укупно око 100 објеката, као што је Млечни пут. Постоје и теорије да је то огромна колекција тамне енергије или област велике густине са огромном гравитационом силом.

Неки истраживачи верују да је ово само предокус коначног ... краја универзума. Велика депресија ће значити да ће се универзум згуснути за неколико трилиона година, када се експанзија успори и почне да се окреће. Временом би то довело до супермасива који би појео све, укључујући и себе.

Међутим, како научници примећују, ширење Универзума ће на крају победити моћ Великог Атрактора. Наша брзина према њему је само петина брзине којом се све шири. Огромна локална структура Ланијакеје (2) чији смо део једног дана ће се морати распршити, као и многи други космички ентитети.

Пета сила природе

Нешто што не видимо, али се у последње време озбиљно сумња, је такозвани пети удар.

Откриће онога што се извештава у медијима укључује спекулације о хипотетичкој новој честици са интригантним именом. КСКСНУМКСможе помоћи да се објасни мистерија тамне материје и тамне енергије.

Познате су четири интеракције: гравитација, електромагнетизам, јака и слаба атомска интеракција. Ефекти четири познате силе на материју, од микро-царства атома до колосалних размера галаксија, добро су документовани и у већини случајева разумљиви. Међутим, када узмете у обзир да се отприлике 96% масе нашег универзума састоји од нејасних, необјашњивих ствари које се зову тамна материја и тамна енергија, није изненађење да научници дуго сумњају да ове четири интеракције не представљају све у космосу. . наставља.

Покушај да се опише нова сила, чији је аутор тим предвођен Атила Краснагорскаиа (3), физика на Институту за нуклеарна истраживања (АТОМКИ) Мађарске академије наука за коју смо чули прошле јесени није била први показатељ да мистериозне силе постоје.

Исти научници су први пут писали о „петој сили“ 2016. године, након што су спровели експеримент претварања протона у изотопе, који су варијанте хемијских елемената. Истраживачи су посматрали како протони претварају изотоп познат као литијум-7 у нестабилни тип атома назван берилијум-8.

3. Проф. Атила Краснахоркај (десно)

Када се берилијум-8 распада, формирају се парови електрона и позитрона, који су се одбијали, узрокујући да честице излете под углом. Тим је очекивао да ће видети корелацију између светлосне енергије емитоване током процеса распадања и углова под којима се честице разлете. Уместо тога, електрони и позитрони су били скренути за 140 степени скоро седам пута чешће него што су њихови модели предвидели, што је неочекивани резултат.

„Сво наше знање о видљивом свету може се описати коришћењем такозваног Стандардног модела физике честица“, пише Краснагоркај. „Међутим, не садржи честице теже од електрона и лакше од миона, који је 207 пута тежи од електрона. Ако пронађемо нову честицу у горњем прозору масе, то би указивало на неку нову интеракцију која није укључена у стандардни модел."

Мистериозни објекат је назван Кс17 због његове процењене масе од 17 мегаелектронволти (МеВ), што је око 34 пута више од масе електрона. Истраживачи су посматрали распад трицијума у ​​хелијум-4 и још једном приметили чудно дијагонално пражњење, што указује на честицу масе од око 17 МеВ.

"Фотон посредује у електромагнетној сили, глуон посредује у јакој, а В и З бозони посредују у слабој сили", објаснио је Краснахоркаи.

„Наша честица Кс17 мора посредовати у новој интеракцији, петој. Нови резултат смањује вероватноћу да је први експеримент био само случајност или да су резултати изазвали системску грешку."

Тамна материја под ногама

Из великог Универзума, из нејасног царства загонетки и мистерија велике физике, вратимо се на Земљу. Овде смо суочени са прилично изненађујућим проблемом... са сагледавањем и тачним приказом свега што је унутра (4).

Пре неколико година смо писали у МТ о мистерија земљиног језграда је парадокс повезан са његовим стварањем и не зна се тачно каква је његова природа и структура. Имамо методе као што је тестирање са сеизмички таласи, такође је успео да развије модел унутрашње структуре Земље, за шта постоји научна сагласност.

међутим у поређењу са удаљеним звездама и галаксијама, на пример, наше разумевање онога што се налази испод наших ногу је слабо. Свемирске објекте, чак и оне веома удаљене, једноставно видимо. Исто се не може рећи за језгро, слојеве омотача, па чак ни за дубље слојеве земљине коре..

Доступна су само најдиректнија истраживања. Планинске долине откривају стене до неколико километара дубине. Најдубље истражне бушотине протежу се до дубине од нешто више од 12 км.

Информације о стенама и минералима који граде дубље дају ксенолити, тј. фрагменти стена извучени и однети из недра Земље као резултат вулканских процеса. На основу њих петролози могу одредити састав минерала до дубине од неколико стотина километара.

Полупречник Земље је 6371 км, што није лак пут за све наше „инфилтраторе“. Због огромног притиска и температуре која достиже око 5 степени Целзијуса, тешко је очекивати да ће најдубља унутрашњост у догледно време постати доступна за директно посматрање.

Како онда знамо шта знамо о структури унутрашњости Земље? Такве информације дају сеизмички таласи генерисани земљотресима, тј. еластични таласи који се шире у еластичном медију.

Име су добили по томе што настају ударцима. У еластичном (планинском) медију могу се ширити две врсте еластичних (сеизмичких) таласа: бржи – уздужни и спорији – попречни. Прве су осцилације средине које се јављају дуж правца простирања таласа, док се код попречних осцилација средине дешавају окомито на правац простирања таласа.

Прво се снимају лонгитудинални таласи (лат. примае), а попречни таласи други (лат. сецундае), отуда и њихово традиционално обележавање у сеизмологији – уздужни таласи п и попречни с. П-таласи су око 1,73 пута бржи од с.

Информације које пружају сеизмички таласи омогућавају да се направи модел унутрашњости Земље на основу еластичних својстава. Можемо дефинисати друга физичка својства на основу гравитационо поље (густина, притисак), посматрање магнетотелурске струје насталих у Земљином омотачу (дистрибуција електричне проводљивости) одн разлагање топлотног тока Земље.

Петролошки састав се може одредити упоређивањем са лабораторијским студијама својстава минерала и стена у условима високих притисака и температура.

Земља зрачи топлотом, а не зна се одакле долази. Недавно се појавила нова теорија везана за најнеухватљивије елементарне честице. Верује се да природа може дати важне трагове за мистерију топлоте која зрачи из наше планете. неутрино - честице изузетно мале масе - које емитују радиоактивни процеси који се дешавају у недрима Земље.

Главни познати извори радиоактивности су нестабилни торијум и калијум, као што знамо из узорака стена до 200 км испод површине земље. Шта лежи дубље, већ је непознато.

Ми знамо геонеутрино оне које се емитују током распада уранијума имају више енергије од оних које се емитују током распада калијума. Тако, мерењем енергије геонеутрина, можемо сазнати из ког радиоактивног материјала потичу.

Нажалост, геонеутрино је веома тешко открити. Стога је њихово прво посматрање 2003. године захтевало огроман подземни детектор напуњен цца. тона течности. Ови детектори мере неутрине откривањем судара са атомима у течности.

Од тада, геонеутрини су примећени само у једном експерименту коришћењем ове технологије (5). Оба мерења то показују Отприлике половина топлоте Земље од радиоактивности (20 теравата) може се објаснити распадом уранијума и торијума. Извор преосталих 50%... још се не зна шта.

5. Модел мапа интензитета емисије геонеутрина на Земљи – прогнозе

У јулу 2017. године почела је изградња зграде, тзв ДУНЕпланиран за завршетак око 2024. Објекат ће бити лоциран скоро 1,5 км под земљом у некадашњем Хоместацку у Јужној Дакоти.

Научници планирају да користе ДИНУ да одговоре на најважнија питања модерне физике пажљивим проучавањем неутрина, једне од најмање разумљивих основних честица.

У августу 2017, међународни тим научника објавио је чланак у часопису Пхисицал Ревиев Д у којем предлаже прилично иновативну употребу ДУНЕ-а као скенера за проучавање унутрашњости Земље. Сеизмичким таласима и бушотинама додала би се нова метода проучавања унутрашњости планете, која би нам, можда, показала потпуно нову слику о њој. Међутим, ово је за сада само идеја.

Из космичке тамне материје стигли смо до унутрашњости наше планете, за нас ништа мање мрачне. а непробојност ових ствари је забрињавајућа, али не толико као стрепња да не видимо све објекте који су релативно близу Земље, посебно оне који су на путу судара са њом.

Међутим, ово је нешто другачија тема, о којој смо недавно детаљно разговарали у МТ. Наша жеља да развијемо методе посматрања је потпуно оправдана у свим контекстима.