Bu derin sorular Kararı varlığının sırlarını ve birkaç yıl içinde yeni bir bilim yaşı teslim olabilir
İşte modern fiziğin bir masal var: İki bilim adamı, farklı alanlarda aynı üniversitede çalışmak. Çok Dünya'dan Bir çalışmalarda büyük nesneler. Diğer sağ önünde küçük şeyler insanı büyüler. Onların meraklarını tatmin için, bir dünyanın en güçlü teleskop yapar ve diğer dünyanın en iyi mikroskop oluşturur. Her zamankinden daha uzak ve her zamankinden daha ufacık nesneler üzerindeki araçlar odaklanmak, onlar yapıları ve daha önce hiç davranışlarını gözlemlemek başladığına şahit-veya hayal. Onlar heyecanlı ama kendi gözlemleri mevcut teoriler uymaz çünkü hüsrana uğramış durumdalar.
Birgün bir kafein mola için kendi araçları terk ve onlar ne kendi gözlemleri yapmak üzere acınızı başlar fakülte salonda karşılamak için ne. Aniden onlar evrenin uçlarından bakıyor gibi görünse de, aynı fenomeni görüyoruz ki her ikisi de açık hale gelir. Bir canavar groping kör adamlar gibi, bir bilim adamının onun dayak kuyruk ve diğer onun chomping burun kavradı. Notları karşılaştırarak, onlar aynı timsah biliyoruz.
Bu hassas durum parçacık fizikçileri ve astronomlar bugün bulurlar. Yüksek çözünürlüklü olarak doğrusal ve dairesel parçacık hızlandırıcıları kullanılarak Fizikçiler, "mikroskoplar," atomların çalışmada parçaları bunlar görülemez kadar küçük. Astronomlar, bir düzine ya da öylesine yeni supersize teleskoplar kullanarak, aynı küçük parçacıklar hazırlanabilirsiniz, ancak onların uzayda onları bekliyor. Bu bilgi garip çarpışma demektir ki kutsal parçacık fiziği Grail-anlama-olacak astronomlar tarafından kısmen sağlanabilir doğanın tüm dört kuvvetin (elektromanyetizma, zayıf kuvvet, güçlü kuvvet ve yerçekimi) birleşmesi.
Ilişkisiz olayların tuhaf evlilikleri geçmişte anlayış sıçramaları yarattık, çünkü etkileri bilim adamları heyecan vericidir. Pisagor, örneğin, o soyut matematiğin gerçek dünyaya uygulanması kanıtladı zaman iplik bilim ayarlayın. Gezengenlerin ve düşen elma hareketleri hem yerçekimi nedeniyle olduğunu keşfetti zaman benzer bir sıçrama meydana geldi. O manyetizma ve elektrik olunduğu zaman Maxwell fiziğin yeni bir çağ yaratmıştır. Einstein, hepsini en büyük birleştirici, madde, enerji, uzay ve zaman birbirine renginde.
Ama kimse bir teleskopla baktığınızda gördüğümüz kuantum mekaniği ve büyük dünya küçük dünya iç içe olmuştur. Bunlar bir araya gelmek gibi, fizikçiler tek bir "her şeyin teorisi" çok yakın alıyorsanız fark olduğu doğa, uzun aranan birleşik alan teorisinin temel çalışmaları için hesaplar.
Yaklaşık iki yıl önce, fizik ve iki alanın yakınsak gündemleri gösterdi astronomi ile ilgili Ulusal Araştırma Konseyi Yönetim Kurulu tarafından bir sunum sonrasında, NASA yöneticisi Daniel Goldin detaylar ne kadar astronomlar ve fizikçiler birbirlerinin fikir yararlanabilir, özel bir rapor önerdi . Son zamanlarda, evrenin fizik konseyin komitesi raporunu yayımladı. Bu detay 11 derin sorular, bunların bazıları on yıl içinde cevaplanmış olabilir.Eğer öyleyse, bilim tarihinin en büyük atılımlardan birisidir yapmak olasıdır.
Ama önce, ne olduğunu bilmiyoruz.
Karanlık madde nedir?
Evrenin sadece yüzde 4'ü için hesapları bulabilirsiniz tüm sıradan meselesi. Biz onlar büyük kümeler halinde toplamak zaman kitle birlikte, galaksiler tutun ve onlara yaptıkları şekilde dolaşmak için neden gerekli olacağını ne kadar hesaplayarak bunu biliyorum.Görünmeyen madde tartmak için başka bir yolu nasıl yerçekimi virajlı uzaktaki nesneleri gelen ışık bakmaktır. Her ölçü evrenin en görünmez olduğunu astronomlar söyler.
Bu evrenin toz veya ölü yıldızlı karanlık bulutlar dolu olmalı ve onunla yapılabilir olduğunu söylemek için cazip, ancak bu durumda olmadığını ikna edici argümanlar vardır. Madde bile karanlık formları fark etmenin yolları vardır rağmen ilk, eksik bulutlar ve yıldız bulmak için hemen hemen her girişimi başarısız oldu. İkincisi ve daha inandırıcı, kozmologlar sağ Big Bang'den sonra oluşan nükleer reaksiyonlar çok hassas hesaplamalar yapmak ve evrenin gerçek bileşimi ile beklenen sonuçları karşılaştırabilirsiniz. Bu hesaplamalar tanıdık proton ve nötronlardan oluşan sıradan madde, toplam tutarı evrenin toplam kütlesi çok daha az olduğunu göstermektedir. Geri kalanı ne olursa olsun, biz yapılan konum olan şeyler gibi değildir.
Eksik evrenin bulmak için arayış araya kozmologlar ve parçacık fizikçileri getirdi anahtar çabalar biridir. , Neutralinos ve axions bazı fizik teorileri tarafından öngörülen, ancak tespit asla: önde gelen karanlık madde adayları nötrino veya parçacıkların diğer iki türü vardır. Bu parçacıkların üçü ışığı emer ya yansıtır böylece edemiyoruz, elektriksel olarak nötr, henüz Big Bang sonrasında erken anlarından itibaren kalmıştır kadar kararlı olduğu düşünülmektedir.
Karanlık enerji nedir?
Kozmolojisinden İki yeni bulgular bu sıradan madde ve karanlık madde hala evrenin yapısını açıklamak için yeterli değildir kanıtlamak. Ortalıkta bir üçüncü bileşeni, ve o madde, ancak karanlık enerjinin bir çeşit değil.
Bu gizemi bileşen için kanıtlar ilk satırı evrenin geometrisi ölçüleri geliyor. Einstein, bütün madde alanı ve çevresinde zaman şekil değiştirir teorize. Bu nedenle, evrenin genel şekli içindeki toplam kütle ve enerji tarafından yönetilir.Radyasyon Son çalışmalar evrenin en basit şekli-sahip olduğu düz, Big Bang gösterisi arta kalan. Bu ise, evrenin toplam kütlesi yoğunluk göstermektedir. Ama karanlık madde ve sıradan maddenin tüm potansiyel kaynaklar kadar ekledikten sonra, astronomlar yine üçte iki kısa geldi.
Kanıt ikinci satırı gizem bileşeni enerji olması gerektiğini göstermektedir. Uzak süpernova Gözlemleri bilim adamları bir kez kabul ettiği gibi, evrenin genişleme hızı yavaşlama olmadığını göstermek, aslında, genişleme hızının artmaktadır. Bu kozmik hızlanma yaygın bir itici kuvvet sürekli uzay ve zaman kumaş üzerine dışa doğru iter sürece açıklamak zordur.
Karanlık enerjinin itici bir güç alanı oluşturur Neden biraz karmaşıktır. Kuantum teorisi sanal parçacıklar hiçlik dönmeden önce anların kısacık varlığını içine pop olabilir diyor. Bu uzay boşluğunda gerçek bir boşluk olmadığı anlamına gelir. Aksine, uzay sanal parçacıklar ve bir an içine pop ve dışarı varlığını onların antimadde ortakları, vakum enerjisi olarak adlandırılan çok küçük bir alanda geride bırakarak oluşturulan düşük dereceli enerji ile doludur.
Bu enerji evrenin genişleme hızlandırma neden böylece açıklayan, negatif basınç, veya itme bir tür üretmek gerekir. Basit bir benzetme düşünün: Eğer boş, hava geçirmeyen kapta mühürlü bir piston geri çekin, size yakın bir vakum oluşturmak olacak. İlk başta, daha fazla vakum ve piston size karşı geri çekilecektir daha, dalgıç az direnç sunacak, fakat daha uzağa çekin. Uzayda vakum enerjisi birisi bir pistonu çekerek, kuantum mekaniğinin tuhaf kuralları içine değil pompalanır olmasına rağmen, bu örnekte Tiksinti negatif bir basınç oluşturulabilir nasıl göstermektedir.
Uranyum için demirden ağır elementlerin nasıl yapıldı?
Karanlık madde ve muhtemelen karanlık enerji Hem böyle helyum ve lityum gibi hafif elementlerin ortaya evrenin ilk günlerinden, kaynaklanır. Ağır elementlerin nükleer reaksiyonlar yeni atom çekirdeklerinin yapmak için bir araya protonların ve nötronların sıkışan yıldız, içeride daha kurdu. Örneğin, dört hidrojen çekirdeği (bir proton her) bir helyum çekirdeği (iki proton ve iki nötron) içine bir dizi tepkime yoluyla sigorta. Bu bizim güneş ne, ve o dünyayı ısıtır enerji üretir.
Ama füzyon demirden daha ağır olan öğeler oluşturduğunda, nötron fazlalığı gerektirir. Nötron hazır bir kaynağı olduğu yerde bu nasıl oluyor özelliklerini bilinmeyen olmasına rağmen nedenle, astronomlar, ağır atomların süpernova patlamalarında darp varsayalım. Daha yakın zamanlarda, bazı bilim adamları, en azından, altın ve kurşun gibi ağır elementler, bazı iki nötron yıldızları-küçük, yanmış yıldız cesetleri-çarpışır ve siyah içine çökecek ortaya daha güçlü patlamaların şekillendiğine spekülasyonlar var delik.
Nötrino kütlesi var mı?
Böyle ağır elementler yarattığımız gibi Nükleer reaksiyonlar da nötrino olarak bilinen hayaletimsi atomaltı bit büyük sayıda oluşturabilirsiniz. Bunlar tanıdık elektron ve muon ve tau parçacıklar gibi lepton adı verilen parçacıklar, bir grup aittir.Nötrinolar ancak sıradan maddeyle etkileşime Çünkü bir yıldızın kalbine doğrudan bir görünüm sağlayabilirsiniz. Biz onları, fizikçiler şimdi yapmayı öğreniyorlar şey yakalamak ve okumak mümkün olup olmadığını bu sadece çalışır.
Bir süre önce, fizikçiler nötrinoların kütlesiz olduğunu sanıyordum, ama son gelişmeler bu parçacıkların küçük bir kütleye sahip olabileceğini göstermektedir. Bu tür kanıtlar da dört doğal güçlerin-elektromanyetizma, güçlü kuvvet ve zayıf kuvvet üç ortak bir açıklama bulmak için aramak teorileri doğrulamak yardımcı olur. Nötrinolar bir şaşırtıcı Big Bang den kalan çünkü heft bile bir nebze kadar eklersiniz.
Ultra yüksek-enerjili parçacıklar nereden geliyor?
Nötrinolar gibi gama-ışını foton ve atomaltı şarapnel çeşitli diğer bitleri içerir uzaydan bizi grev en enerjik parçacıklar, kozmik ışınları denir. Onlar bombardıman Dünya'nın her zaman, siz bu yazıyı okurken bir kaç senin aracılığın ile sıkıştırma vardır.Kozmik ışınlar bazen çok enerjik, onlar şaşırtıcı oranlarda felaketlerin tarafından körüklendi kozmik hızlandırıcılar doğmuş olmalıdır. Big Bang kendisi, kara deliklerin içine çöken süpernova gelen şok dalgaları ve galaksilerin merkezlerinde büyük kütleli kara delikler içine çekilir gibi hızlandırılmış olsun: Bilim adamları bazı kaynaklar şüpheli. Bu parçacıklar gibi muazzam enerjiler elde nasıl geldiği ve nerede bilmek bize bu şiddet nesnelerin nasıl çalıştığını anlamanıza yardımcı olacaktır.
Hafif ve çok yüksek enerjilere ve sıcaklıklarda ne açıklamak için gerekli maddenin yeni bir teori mi?
Söz konusu 5 bahsi geçen tüm şiddet özellikle gama sıradan ışık ışınları son derece enerjik kuzenlerinden şeklinde, radyasyon görünür bir iz bırakır. Astronomlar gama ışını patlamalarını adlandırılan bu ışınlar parlak yanıp, gökyüzünde rastgele yönlere günlük gelmesi üç yıldır tanıyoruz. Son zamanlarda gökbilimciler patlamaları yerini aşağı sabitlenmiş ve geçici kendilerini ve kara delikler ile hem çarpışarak büyük süpernova patlamaları ve nötron yıldızları olarak belirlenmiştir. Ama şimdi bile kimse çok fazla enerji etrafında uçan zaman neler olup bittiği hakkında çok şey biliyor. Maddenin bu alışılmadık şekillerde radyasyon ile etkileşim ve radyasyon fotonların birbirleriyle çarpışmaya ve yeni madde oluşturmak, böylece sıcak geçiyor. Madde ve enerji arasındaki ayrım bulanık yetişir. Manyetizma eklenen faktörü atmak, ve fizikçiler bu cehennemi ayarları ne olduğu hakkında sadece kaba bir tahmin yapabilirsiniz. Belki mevcut teorileri sadece onları açıklamak için yeterli değildir.
Ultra yüksek sıcaklıklarda ve yoğunluklarda maddenin yeni devletler var mıdır?
Aşırı enerjik koşullar altında, madde geçişleri bir dizi uğrar ve atomlar en küçük parçasına bölünürler. Bu parçaları olarak bildiğimiz kadarıyla küçük parçalara bölünmüştür edilemez kuarklar ve leptonlar adlandırılan temel parçacıklar vardır.Kuarklar son derece girişken ve tek başına doğada hiç görülmez.Aksine, onlar daha bütün atomlar haline lepton (örneğin elektronlar gibi) ile birleşerek proton ve nötronlar (proton başına üç kuark) oluşturmak için diğer kuarklar ile birleştirir. Hidrojen atomu, örneğin, tek bir proton etrafında dönen bir elektron oluşur. Atomlar, örneğin H 2 O gibi form moleküllerin diğer atomlar, teslimi, bağlama Sıcaklık arttıkça, bu tür moleküller buhar gibi bir gaz ile, örneğin su gibi bir sıvı için, bu tür bir katı buz gibi dan dönüşümü.
Hepsi öngörülebilir, bilinen bilim, ama sıcaklık ve yeryüzünde daha fazla kez yoğunlukları milyarlarca, atomun temel parçaları kuarkların bir plazma ve kuarkları birbirine bağlayan enerji oluşturan, birbirlerinden tamamen Neşesiz gelmek olasıdır.Fizikçiler Long Island'da bir parçacık çarpıştırıcısı de, madde, kuark-gluon plazması bu durumu yaratmak için çalışıyoruz.Kadar bu bilim adamlarının ötesinde hala yüksek sıcaklık ve basınç, bir laboratuvarda oluşturabilirsiniz anda, plazma madde ya da yeni bir enerji biçimi haline dönüştürmek olabilir. Bu tür faz geçişleri doğanın yeni güçler ortaya çıkarabilir.
Bu yeni güçler önceden kuarkların davranışı düzenlemek için bilinen üç güçler için eklenebilir. Sözde güçlü kuvvet birlikte bu parçacıkların bağlayan ana maddesidir. Zayıf kuvvet denilen ikinci atomik kuvvet, bir başka (kuark-up altı farklı "tatlar" çekicilik, garip, üst ve alt, aşağı, vardır) içine kuark bir tür dönüştürebilirsiniz. Nihai atomik kuvvet, elektromanyetizma, birlikte böyle proton ve elektronlar gibi elektrik yüklü parçacıkları bağlar. Adından da anlaşılacağı gibi, güçlü kuvvet tarafından çok zayıf bir kuvvet daha elektromanyetizma gibi güçlü 100 katından fazla ve 10.000 kat daha güçlü üç en kaslı. Parçacık fizikçileri üç kuvveti elektrik ve manyetizma elektromanyetik alan farklı yönleriyle olduğu kadar aynı şekilde tek bir enerji alanı farklı tezahürleri vardır sanıyorum. Aslında, fizikçiler zaten elektromanyetizma ve zayıf kuvvet arasındaki temel birlik göstermiştir.
Bazı birleşik alan teorileri genişledi ve soğuyarak evreni olarak açığa çıkarılmamış, sonra ultrahot ilkel evrende sadece Büyük Patlama'nın ardından, güçlü, zayıf, elektromanyetik ve diğer güçlerin biri olduğunu düşündürmektedir. Yenidoğan evrende meydana güçlerin birleşmesi parçacık fizikçileri astronomi böyle bir ilgi alıyor ve neden astronomlar bu kuvvetlerin doğum rol oynamış olabilir nasıl hakkında ipuçları için parçacık fiziği yönelen bir ana nedeni olduğunu olasılığı evren. Meydana güçlerin birleşmesi için bozonlarının adlandırılan süper kütleli parçacıklar yeni bir sınıf olmalıdır. Varsa, bunlar kuarklar çürümeye her atomun kalbinde yatan proton neden diğer parçacıklar içine değiştirmek için izin verir. Fizikçiler proton çürümesi kanıtlamak Ve eğer bulgu yeni güçlerin varlığını doğrulayacaktır.
Bu sonraki soru yükseltir.
Proton kararsız mısınız?
Eğer, yapılmış konum protonlar, temel parçacıklar ve serbest enerji bir su birikintisi içine dönüştüren, parçalanır öyle deme endişe ediyoruz. Çeşitli gözlem ve deneyler, proton en az bir milyar trilyon trilyon yıldır istikrarlı olması gerektiğini göstermektedir. Ancak, dejenere, birçok fizikçi üç atom içi kuvvetler gerçekten tek bir birleşik alan sadece farklı tezahürleri ise, yukarıda açıklanan simya, süper kütleli bozonları kuarklar neden her şimdi ve sonra kuarkların üzerinden hayata inanıyorum, ve protonlar da kompoze .
İlk bakışta, bu fizikçiler minik kuarklar fazla 10.000.000.000.000.000 kez kendilerini ağırlığında dev bozonları doğurması muhtemel olduğu gerekçesiyle zihinsel çürümesi çeşit yaşamış düşünme için affetmiş olabilir. Ama orada momentum ve aynı zamanda bir parçacığın konumunu hem de asla bilemezsiniz belirten Heisenberg belirsizlik ilkesi, denilen bir şey var, ve dolaylı olarak böyle korkunç bir önerme için izin verir. Bu nedenle, bir kuark çok kısa bir süre için bir proton oluşturan çıkma ve proton çürümeye bu neden büyük bir bozon için mümkündür.
Yerçekimi nedir?
Sonraki yerçekimi olsun, küçük parçacıklar ve onları bir arada tutan enerji gelir üzerinden tek kuvvet var. Einstein Newton'un teorisi üzerine geliştirilmiş, o hesaba ışık hızına yakın hızlarda hareket eden son derece büyük gravitasyonel alanlar ve nesnelere alarak yerçekimi kavramı genişletmiştir. Bu uzantılar görelilik ve uzay-zamanın ünlü kavramları yol. Yerçekimi kuvvetleri küçük ölçeklerde yok denecek kadar azdır, ve yerçekimi ayrık paketler, enerji ayrık paketlerinin aksine deneysel olarak hiçbir zaman gözlemlenmemiştir, atomları bir arada tutun çünkü Ama Einstein'ın teorileri kuantum mekaniği, son derece küçük bir bölge, herhangi bir dikkat yoktur.
Bununla birlikte, yerçekimi küçük şeyler ile yakın ve kişisel kalkmak zorunda olduğu doğada zorlu koşullar vardır. Örneğin, maddenin büyük miktarlarda kuantum boşluk içine sıkılmış bir kara delik, kalbine yakın, çekim kuvvetleri küçük mesafelerde çok güçlü olur. Aynı Big Bang zaman etrafında yoğun ilkel evrende gerçek olmalı.
Fizikçi Stephen Hawking biz bir şey birleşik bir teorisi olabilir önce bir kuantum mekaniği ve yerçekimi köprüleme gerektiren kara delikler hakkında belirli bir problem tanımlanır. Hawking'e göre, hatta hafif bir şey, bir kara delik kaçabilirsiniz iddiası kesinlikle doğru değildir. Zayıf termal enerji karadeliklerin etrafındaki yayılabilir yapar. Hawking, parçacık-antiparçacık çiftleri bir kara deliğin çevresinde vakum materyalize olduğunda bu enerji doğar teorize. Madde-antimadde parçacıkları recombine ve birbirlerini yok etmeden önce o biraz uzağa ısı olarak kaçar olan diğeri ise, kara delik için biraz daha yakın olabilir biri olarak emilir olacak. Bu sürüm madde ve önceki o kara deliğin içine çekildiğine enerji durumları için herhangi belirgin bir şekilde bağlayın ve bu nedenle tüm olayları önceki olaylar izlenebilir olması gerektiğini öngören kuantum fiziğinin bir yasa ihlal etmez. Yeni teoriler bu sorunu açıklamak için gerekli olabilir.
Orada ek ölçüler var mı?
Yerçekimi gerçek doğası hakkında merak sonunda biz kolaylıkla gözlemleyebilirsiniz dört boyuttan fazla olup olmadığını merak yol açar.Doğa, aslında, şizofreni ise bu yer almak için, öncelikle merak edebilirsiniz: biz tiny galaksiler, diğer üç kuvvet gibi büyük ölçekler için iki farklı ölçeklerde yerçekimi çalışacak güçlerinin iki türlü olduğunu kabul ederse atomların dünya?Poppycock, yerçekimi ile üç atom ölçekli kuvvetler bağlamak için bir yolu var savunucuları-olmalıdır birleşik bir teori söylüyorlar.Belki, ama bu kolay olmayacak. İlk olarak, yerçekimi garip. Einstein'ın görelilik genel teorisi uzay ve zaman içsel bir özelliği olduğu gibi yerçekimi kadar bir kuvvet olmadığını söylüyor. Buna göre, Dünya'nın yerçekimi tarafından çekilir ama güneşin neden olduğu uzay-zaman büyük bir gamze yakalandı ve büyük bir kase içinde yakalanan bir hızlı hareket eden mermer gibi bu dimple içinde etrafında döner olmuştur, çünkü, çünkü güneş yörünge. Doğanın tüm diğer güçleri ayrık paketler halinde gelir ise İkincisi, yerçekimi kadar biz tespit etmek mümkün olmuştur gibi, sürekli bir olgudur.
Tüm bu dize teorisyenler ve diğer boyutları içeren gravite, onların açıklama götürür bizi. Evrenin özgün dize-teorisi modeli karmaşık bir 11 boyutlu bir dünyada diğer üç kuvvetler ile yerçekimini birleştirir. Bu dünya bizim boyutları dünyanın yedi bizim fark kaçmayı hayal edilemeyecek küçük bölgelerde kendilerini sarılmış. Bu ekstra boyutlar etrafında aklını almak için bir yolu örümcek tek bir iplikçik görselleştirmek için. Çıplak gözle, filament tek boyutlu gibi görünen, ancak yüksek büyütme azından hatırı sayılır genişlikte, genişlik ve derinliğe sahip bir nesnenin içine giderir. Dize teorisyenleri biz bunları çözmek için yeterince güçlü araçları eksikliği nedeniyle biz ekstra boyutlar göremiyorum savunuyorlar.
Biz doğrudan bu ekstra boyutlar görmek asla, ama biz astronomlar ve parçacık fizikçilerinin enstrümanları ile kendi varlığının delilleri tespit etmek mümkün olabilir.
Evren nasıl başladı?
Doğanın dört güçleri gerçekten o, birkaç milyon derece altındaki sıcaklıklarda farklı complexions alır tek bir kuvvet ise Big Bang ortaya çıkması düşlenemeyecek sıcak ve yoğun evrenin yerçekimi arasındaki ayrımları, kuvvet, parçacıklar bir yer olmalı ve antiparçacıklar hiçbir anlamı yoktu. Daha tanıdık kriterler bağlıdır madde ve uzay-zaman, Einstein'ın teorileri, bugün gördüğümüz evrene şişirmek için evrenin sıcak ilkel belirlemekte ne neden izah edilemez. Evrenin madde dolu olması bile bilmiyoruz. Güncel fizik fikirleri göre, erken evrendeki enerji meselesi ve daha sonra birbirlerini yok olur antimadde, eşit karışımı üretti gerekirdi. Bazı gizemli ve çok yararlı mekanizma yıldız dolu galaksi üretmek için yeterli bırakarak, maddenin lehine terazisi bozulur.
Neyse ki, ezeli evrenin bir kaç ipucu bıraktı. Bir kozmik mikrodalga fon radyasyonu, Big Bang afterglow olduğunu. Şimdi birkaç yıl için, o zayıf radyasyon astronomlar evrenin kenarları baktım her yerde aynı ölçülür. Astronomlar bu tür tekdüzelik Big Bang ışık hızından daha hızlı gelişeceğini uzay-zamanın bir enflasyon ile başladı anlamına geliyordu inanıyordu.
Daha yeni Dikkatli gözlem, ancak, kozmik fon radyasyonu kusursuz birörnek olmadığını gösteriyor. Alan küçük bir yama rastgele dağıtılan başka minuscule varyasyonları vardır. Erken evrenin yoğunluğu rasgele kuantum dalgalanmalar bu izi bırakmış olabilirdi? Çok büyük olasılıkla, Michael Turner, Chicago Üniversitesi'nde astrofizik bölüm başkanı ve bu 11 soru ile geldi komitesi başkanı diyor. Turner ve diğer birçok kozmologlar şimdi inanıyorum galaksiler ve galaksi muhtemelen orijinal, atomaltı boyutlu kuantum evren dalgalanmaların büyük ölçüde büyütülmüş versiyonları kümeleri-vardır. Vurgulanmaya boşluğun evren geniş uzanıyor topaklar
Ve bu sadece sonsuz evlilik tür ve bu gün astronomlar kadar cozying parçacık fizikçileri olan sonsuz, ve neden bu gizemleri her 11 yakında bir fikir ile açıklanabilir olduğunu.
Nasıl Gidilir mi?
Astronomlar evrenin kökeni zamanda geri tüm yol göremiyorum, ama ipuçları ve teori çok üzerinde çizerek, her şeyi nasıl başladığını hayal edebiliyorum.
Onların modeli bir atomun çapı çok daha küçük, çok sıcak bir nokta olarak tüm evren ile başlar. Nokta hızlı ışık hızından daha genişletmeye başladı, bir genişleme Big Bang denir. Evren bilimciler hala hareket bu olay ayarlamış olabilir tam mekanizması hakkında tartışmaya. Dışarı Oradan, ancak onlar ne hakkında kayda değer bir uyum içindedir. Bebek evren genişledikçe, bu onların antimadde ikizleri, antiquarks ve antileptons birlikte, bu tür kuark ve lepton olarak bulunan madde ve antimadde çeşitli şekillerde, soğutulur. Bu parçacıklar derhal içine ezilmiş ve birbirlerini imha, maddenin küçük bir kalıntı ve enerji çok geride bırakarak. Evrenin hayatta birkaç kuark da hidrojen çekirdekleri, helyum, döteryum ve lityum oluşan proton ve nötronların, bir araya mandallanabilen kadar soğumaya devam etti. Elektronlar çekirdeklerin bağlamak ve tam atomları oluşturmak için 300.000 yıl için, bu çorba çok sıcak kaldı. Ama bir kez sıcaklıklarda toz haline gelerek uzun bir yolculuğa başlamak için hazır, yeterli aynı hidrojen, helyum, döteryum ve oluşan bugün etrafında lityum atomu düştü, gezegenler, yıldızlar, galaksiler, ve avukatlar.
Yerçekimi-güçlerin zayıf ancak uzun mesafelerde-kademeli füzyon tepkimeleri ateşledi ve ilk yıldızlar doğmuş kadar kendilerini çökmüş büyük globs gaz ve toz toplama, kontrol aldı genelinde kümülatif davranan tek. Çok daha büyük ölçeklerde, yerçekimi birlikte yoğun-daha-ortalama gaz büyük bölgelerinde çekti. Bu gökada kümeleri, milyarlarca yıldız ile dolu her biri dönüşmüştür.
Transforme yıldızlı içindeki çağlar füzyon tepkimeleri fazla hidrojen ve karbon, yeryüzündeki tüm yaşamın temelini dahil diğer atom çekirdeklerinin içine helyum.
En büyük kütleli yıldızlar bazen ve demir dahil, hatta ağır elementler üretilen enerjik süpernova patladı. Böyle uranyum ve kurşun gibi ağır elementler, nereden geldi hala bir sır bir şey kalır.
-EH
: Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı Parçacık Veri Grubu mükemmel bir parçacık fiziği astar var particleadventure.org / particleadventure / index.html .
: 11 büyük sorulara tam Ulusal Araştırma Konseyi raporu okuyun www.nationalacademies.org / bpa / raporlar / cpu / index.html .
 |
| # 8 SORU: evrendeki tüm atomların temel bir parçacık-proton etrafında inşa edilir. Ama birleşik alan teorisi süresi sonunda protonlar tükendi öngörmektedir ve onlar subparticles bir sprey içine azalabilir. |
Bu hassas durum parçacık fizikçileri ve astronomlar bugün bulurlar. Yüksek çözünürlüklü olarak doğrusal ve dairesel parçacık hızlandırıcıları kullanılarak Fizikçiler, "mikroskoplar," atomların çalışmada parçaları bunlar görülemez kadar küçük. Astronomlar, bir düzine ya da öylesine yeni supersize teleskoplar kullanarak, aynı küçük parçacıklar hazırlanabilirsiniz, ancak onların uzayda onları bekliyor. Bu bilgi garip çarpışma demektir ki kutsal parçacık fiziği Grail-anlama-olacak astronomlar tarafından kısmen sağlanabilir doğanın tüm dört kuvvetin (elektromanyetizma, zayıf kuvvet, güçlü kuvvet ve yerçekimi) birleşmesi.
Ilişkisiz olayların tuhaf evlilikleri geçmişte anlayış sıçramaları yarattık, çünkü etkileri bilim adamları heyecan vericidir. Pisagor, örneğin, o soyut matematiğin gerçek dünyaya uygulanması kanıtladı zaman iplik bilim ayarlayın. Gezengenlerin ve düşen elma hareketleri hem yerçekimi nedeniyle olduğunu keşfetti zaman benzer bir sıçrama meydana geldi. O manyetizma ve elektrik olunduğu zaman Maxwell fiziğin yeni bir çağ yaratmıştır. Einstein, hepsini en büyük birleştirici, madde, enerji, uzay ve zaman birbirine renginde.
Ama kimse bir teleskopla baktığınızda gördüğümüz kuantum mekaniği ve büyük dünya küçük dünya iç içe olmuştur. Bunlar bir araya gelmek gibi, fizikçiler tek bir "her şeyin teorisi" çok yakın alıyorsanız fark olduğu doğa, uzun aranan birleşik alan teorisinin temel çalışmaları için hesaplar.
Yaklaşık iki yıl önce, fizik ve iki alanın yakınsak gündemleri gösterdi astronomi ile ilgili Ulusal Araştırma Konseyi Yönetim Kurulu tarafından bir sunum sonrasında, NASA yöneticisi Daniel Goldin detaylar ne kadar astronomlar ve fizikçiler birbirlerinin fikir yararlanabilir, özel bir rapor önerdi . Son zamanlarda, evrenin fizik konseyin komitesi raporunu yayımladı. Bu detay 11 derin sorular, bunların bazıları on yıl içinde cevaplanmış olabilir.Eğer öyleyse, bilim tarihinin en büyük atılımlardan birisidir yapmak olasıdır.
Ama önce, ne olduğunu bilmiyoruz.
 |
|
|
| SORU 1 |
|
|
|
Karanlık madde nedir?
Evrenin sadece yüzde 4'ü için hesapları bulabilirsiniz tüm sıradan meselesi. Biz onlar büyük kümeler halinde toplamak zaman kitle birlikte, galaksiler tutun ve onlara yaptıkları şekilde dolaşmak için neden gerekli olacağını ne kadar hesaplayarak bunu biliyorum.Görünmeyen madde tartmak için başka bir yolu nasıl yerçekimi virajlı uzaktaki nesneleri gelen ışık bakmaktır. Her ölçü evrenin en görünmez olduğunu astronomlar söyler.
Bu evrenin toz veya ölü yıldızlı karanlık bulutlar dolu olmalı ve onunla yapılabilir olduğunu söylemek için cazip, ancak bu durumda olmadığını ikna edici argümanlar vardır. Madde bile karanlık formları fark etmenin yolları vardır rağmen ilk, eksik bulutlar ve yıldız bulmak için hemen hemen her girişimi başarısız oldu. İkincisi ve daha inandırıcı, kozmologlar sağ Big Bang'den sonra oluşan nükleer reaksiyonlar çok hassas hesaplamalar yapmak ve evrenin gerçek bileşimi ile beklenen sonuçları karşılaştırabilirsiniz. Bu hesaplamalar tanıdık proton ve nötronlardan oluşan sıradan madde, toplam tutarı evrenin toplam kütlesi çok daha az olduğunu göstermektedir. Geri kalanı ne olursa olsun, biz yapılan konum olan şeyler gibi değildir.
Eksik evrenin bulmak için arayış araya kozmologlar ve parçacık fizikçileri getirdi anahtar çabalar biridir. , Neutralinos ve axions bazı fizik teorileri tarafından öngörülen, ancak tespit asla: önde gelen karanlık madde adayları nötrino veya parçacıkların diğer iki türü vardır. Bu parçacıkların üçü ışığı emer ya yansıtır böylece edemiyoruz, elektriksel olarak nötr, henüz Big Bang sonrasında erken anlarından itibaren kalmıştır kadar kararlı olduğu düşünülmektedir.
|
|
|
| SORU 2 |
|
|
|
 |
| # 7 SORU: Biraz ısı ekleyin ve molekülleri kolaylıkla sıvılar ve gazlar içine katı dönüştürülmüş olabilir.Ama aşırı sıcaklıklarda ne olur? Maddenin atomaltı bir çorba parçacıklar olarak adlandırılan bir kuark-gluon plazma ve sonra enerji içine içine yıkmak mı? |
Kozmolojisinden İki yeni bulgular bu sıradan madde ve karanlık madde hala evrenin yapısını açıklamak için yeterli değildir kanıtlamak. Ortalıkta bir üçüncü bileşeni, ve o madde, ancak karanlık enerjinin bir çeşit değil.
Bu gizemi bileşen için kanıtlar ilk satırı evrenin geometrisi ölçüleri geliyor. Einstein, bütün madde alanı ve çevresinde zaman şekil değiştirir teorize. Bu nedenle, evrenin genel şekli içindeki toplam kütle ve enerji tarafından yönetilir.Radyasyon Son çalışmalar evrenin en basit şekli-sahip olduğu düz, Big Bang gösterisi arta kalan. Bu ise, evrenin toplam kütlesi yoğunluk göstermektedir. Ama karanlık madde ve sıradan maddenin tüm potansiyel kaynaklar kadar ekledikten sonra, astronomlar yine üçte iki kısa geldi.
Kanıt ikinci satırı gizem bileşeni enerji olması gerektiğini göstermektedir. Uzak süpernova Gözlemleri bilim adamları bir kez kabul ettiği gibi, evrenin genişleme hızı yavaşlama olmadığını göstermek, aslında, genişleme hızının artmaktadır. Bu kozmik hızlanma yaygın bir itici kuvvet sürekli uzay ve zaman kumaş üzerine dışa doğru iter sürece açıklamak zordur.
Karanlık enerjinin itici bir güç alanı oluşturur Neden biraz karmaşıktır. Kuantum teorisi sanal parçacıklar hiçlik dönmeden önce anların kısacık varlığını içine pop olabilir diyor. Bu uzay boşluğunda gerçek bir boşluk olmadığı anlamına gelir. Aksine, uzay sanal parçacıklar ve bir an içine pop ve dışarı varlığını onların antimadde ortakları, vakum enerjisi olarak adlandırılan çok küçük bir alanda geride bırakarak oluşturulan düşük dereceli enerji ile doludur.
Bu enerji evrenin genişleme hızlandırma neden böylece açıklayan, negatif basınç, veya itme bir tür üretmek gerekir. Basit bir benzetme düşünün: Eğer boş, hava geçirmeyen kapta mühürlü bir piston geri çekin, size yakın bir vakum oluşturmak olacak. İlk başta, daha fazla vakum ve piston size karşı geri çekilecektir daha, dalgıç az direnç sunacak, fakat daha uzağa çekin. Uzayda vakum enerjisi birisi bir pistonu çekerek, kuantum mekaniğinin tuhaf kuralları içine değil pompalanır olmasına rağmen, bu örnekte Tiksinti negatif bir basınç oluşturulabilir nasıl göstermektedir.
|
|
|
| SORU 3 |
|
|
|
Uranyum için demirden ağır elementlerin nasıl yapıldı?
Karanlık madde ve muhtemelen karanlık enerji Hem böyle helyum ve lityum gibi hafif elementlerin ortaya evrenin ilk günlerinden, kaynaklanır. Ağır elementlerin nükleer reaksiyonlar yeni atom çekirdeklerinin yapmak için bir araya protonların ve nötronların sıkışan yıldız, içeride daha kurdu. Örneğin, dört hidrojen çekirdeği (bir proton her) bir helyum çekirdeği (iki proton ve iki nötron) içine bir dizi tepkime yoluyla sigorta. Bu bizim güneş ne, ve o dünyayı ısıtır enerji üretir.
Ama füzyon demirden daha ağır olan öğeler oluşturduğunda, nötron fazlalığı gerektirir. Nötron hazır bir kaynağı olduğu yerde bu nasıl oluyor özelliklerini bilinmeyen olmasına rağmen nedenle, astronomlar, ağır atomların süpernova patlamalarında darp varsayalım. Daha yakın zamanlarda, bazı bilim adamları, en azından, altın ve kurşun gibi ağır elementler, bazı iki nötron yıldızları-küçük, yanmış yıldız cesetleri-çarpışır ve siyah içine çökecek ortaya daha güçlü patlamaların şekillendiğine spekülasyonlar var delik.
|
|
|
| SORU 4 |
|
|
|
Nötrino kütlesi var mı?
Böyle ağır elementler yarattığımız gibi Nükleer reaksiyonlar da nötrino olarak bilinen hayaletimsi atomaltı bit büyük sayıda oluşturabilirsiniz. Bunlar tanıdık elektron ve muon ve tau parçacıklar gibi lepton adı verilen parçacıklar, bir grup aittir.Nötrinolar ancak sıradan maddeyle etkileşime Çünkü bir yıldızın kalbine doğrudan bir görünüm sağlayabilirsiniz. Biz onları, fizikçiler şimdi yapmayı öğreniyorlar şey yakalamak ve okumak mümkün olup olmadığını bu sadece çalışır.
Bir süre önce, fizikçiler nötrinoların kütlesiz olduğunu sanıyordum, ama son gelişmeler bu parçacıkların küçük bir kütleye sahip olabileceğini göstermektedir. Bu tür kanıtlar da dört doğal güçlerin-elektromanyetizma, güçlü kuvvet ve zayıf kuvvet üç ortak bir açıklama bulmak için aramak teorileri doğrulamak yardımcı olur. Nötrinolar bir şaşırtıcı Big Bang den kalan çünkü heft bile bir nebze kadar eklersiniz.
|
|
|
| SORU 5 |
|
|
|
Ultra yüksek-enerjili parçacıklar nereden geliyor?
Nötrinolar gibi gama-ışını foton ve atomaltı şarapnel çeşitli diğer bitleri içerir uzaydan bizi grev en enerjik parçacıklar, kozmik ışınları denir. Onlar bombardıman Dünya'nın her zaman, siz bu yazıyı okurken bir kaç senin aracılığın ile sıkıştırma vardır.Kozmik ışınlar bazen çok enerjik, onlar şaşırtıcı oranlarda felaketlerin tarafından körüklendi kozmik hızlandırıcılar doğmuş olmalıdır. Big Bang kendisi, kara deliklerin içine çöken süpernova gelen şok dalgaları ve galaksilerin merkezlerinde büyük kütleli kara delikler içine çekilir gibi hızlandırılmış olsun: Bilim adamları bazı kaynaklar şüpheli. Bu parçacıklar gibi muazzam enerjiler elde nasıl geldiği ve nerede bilmek bize bu şiddet nesnelerin nasıl çalıştığını anlamanıza yardımcı olacaktır.
|
|
|
| SORU 6 |
|
|
|
Hafif ve çok yüksek enerjilere ve sıcaklıklarda ne açıklamak için gerekli maddenin yeni bir teori mi?
Söz konusu 5 bahsi geçen tüm şiddet özellikle gama sıradan ışık ışınları son derece enerjik kuzenlerinden şeklinde, radyasyon görünür bir iz bırakır. Astronomlar gama ışını patlamalarını adlandırılan bu ışınlar parlak yanıp, gökyüzünde rastgele yönlere günlük gelmesi üç yıldır tanıyoruz. Son zamanlarda gökbilimciler patlamaları yerini aşağı sabitlenmiş ve geçici kendilerini ve kara delikler ile hem çarpışarak büyük süpernova patlamaları ve nötron yıldızları olarak belirlenmiştir. Ama şimdi bile kimse çok fazla enerji etrafında uçan zaman neler olup bittiği hakkında çok şey biliyor. Maddenin bu alışılmadık şekillerde radyasyon ile etkileşim ve radyasyon fotonların birbirleriyle çarpışmaya ve yeni madde oluşturmak, böylece sıcak geçiyor. Madde ve enerji arasındaki ayrım bulanık yetişir. Manyetizma eklenen faktörü atmak, ve fizikçiler bu cehennemi ayarları ne olduğu hakkında sadece kaba bir tahmin yapabilirsiniz. Belki mevcut teorileri sadece onları açıklamak için yeterli değildir.
|
|
|
| SORU 7 |
|
|
|
Ultra yüksek sıcaklıklarda ve yoğunluklarda maddenin yeni devletler var mıdır?
Aşırı enerjik koşullar altında, madde geçişleri bir dizi uğrar ve atomlar en küçük parçasına bölünürler. Bu parçaları olarak bildiğimiz kadarıyla küçük parçalara bölünmüştür edilemez kuarklar ve leptonlar adlandırılan temel parçacıklar vardır.Kuarklar son derece girişken ve tek başına doğada hiç görülmez.Aksine, onlar daha bütün atomlar haline lepton (örneğin elektronlar gibi) ile birleşerek proton ve nötronlar (proton başına üç kuark) oluşturmak için diğer kuarklar ile birleştirir. Hidrojen atomu, örneğin, tek bir proton etrafında dönen bir elektron oluşur. Atomlar, örneğin H 2 O gibi form moleküllerin diğer atomlar, teslimi, bağlama Sıcaklık arttıkça, bu tür moleküller buhar gibi bir gaz ile, örneğin su gibi bir sıvı için, bu tür bir katı buz gibi dan dönüşümü.
Hepsi öngörülebilir, bilinen bilim, ama sıcaklık ve yeryüzünde daha fazla kez yoğunlukları milyarlarca, atomun temel parçaları kuarkların bir plazma ve kuarkları birbirine bağlayan enerji oluşturan, birbirlerinden tamamen Neşesiz gelmek olasıdır.Fizikçiler Long Island'da bir parçacık çarpıştırıcısı de, madde, kuark-gluon plazması bu durumu yaratmak için çalışıyoruz.Kadar bu bilim adamlarının ötesinde hala yüksek sıcaklık ve basınç, bir laboratuvarda oluşturabilirsiniz anda, plazma madde ya da yeni bir enerji biçimi haline dönüştürmek olabilir. Bu tür faz geçişleri doğanın yeni güçler ortaya çıkarabilir.
Bu yeni güçler önceden kuarkların davranışı düzenlemek için bilinen üç güçler için eklenebilir. Sözde güçlü kuvvet birlikte bu parçacıkların bağlayan ana maddesidir. Zayıf kuvvet denilen ikinci atomik kuvvet, bir başka (kuark-up altı farklı "tatlar" çekicilik, garip, üst ve alt, aşağı, vardır) içine kuark bir tür dönüştürebilirsiniz. Nihai atomik kuvvet, elektromanyetizma, birlikte böyle proton ve elektronlar gibi elektrik yüklü parçacıkları bağlar. Adından da anlaşılacağı gibi, güçlü kuvvet tarafından çok zayıf bir kuvvet daha elektromanyetizma gibi güçlü 100 katından fazla ve 10.000 kat daha güçlü üç en kaslı. Parçacık fizikçileri üç kuvveti elektrik ve manyetizma elektromanyetik alan farklı yönleriyle olduğu kadar aynı şekilde tek bir enerji alanı farklı tezahürleri vardır sanıyorum. Aslında, fizikçiler zaten elektromanyetizma ve zayıf kuvvet arasındaki temel birlik göstermiştir.
Bazı birleşik alan teorileri genişledi ve soğuyarak evreni olarak açığa çıkarılmamış, sonra ultrahot ilkel evrende sadece Büyük Patlama'nın ardından, güçlü, zayıf, elektromanyetik ve diğer güçlerin biri olduğunu düşündürmektedir. Yenidoğan evrende meydana güçlerin birleşmesi parçacık fizikçileri astronomi böyle bir ilgi alıyor ve neden astronomlar bu kuvvetlerin doğum rol oynamış olabilir nasıl hakkında ipuçları için parçacık fiziği yönelen bir ana nedeni olduğunu olasılığı evren. Meydana güçlerin birleşmesi için bozonlarının adlandırılan süper kütleli parçacıklar yeni bir sınıf olmalıdır. Varsa, bunlar kuarklar çürümeye her atomun kalbinde yatan proton neden diğer parçacıklar içine değiştirmek için izin verir. Fizikçiler proton çürümesi kanıtlamak Ve eğer bulgu yeni güçlerin varlığını doğrulayacaktır.
Bu sonraki soru yükseltir.
|
|
|
| SORU 8 |
|
|
|
Proton kararsız mısınız?
Eğer, yapılmış konum protonlar, temel parçacıklar ve serbest enerji bir su birikintisi içine dönüştüren, parçalanır öyle deme endişe ediyoruz. Çeşitli gözlem ve deneyler, proton en az bir milyar trilyon trilyon yıldır istikrarlı olması gerektiğini göstermektedir. Ancak, dejenere, birçok fizikçi üç atom içi kuvvetler gerçekten tek bir birleşik alan sadece farklı tezahürleri ise, yukarıda açıklanan simya, süper kütleli bozonları kuarklar neden her şimdi ve sonra kuarkların üzerinden hayata inanıyorum, ve protonlar da kompoze .
İlk bakışta, bu fizikçiler minik kuarklar fazla 10.000.000.000.000.000 kez kendilerini ağırlığında dev bozonları doğurması muhtemel olduğu gerekçesiyle zihinsel çürümesi çeşit yaşamış düşünme için affetmiş olabilir. Ama orada momentum ve aynı zamanda bir parçacığın konumunu hem de asla bilemezsiniz belirten Heisenberg belirsizlik ilkesi, denilen bir şey var, ve dolaylı olarak böyle korkunç bir önerme için izin verir. Bu nedenle, bir kuark çok kısa bir süre için bir proton oluşturan çıkma ve proton çürümeye bu neden büyük bir bozon için mümkündür.
|
|
|
| SORU 9 |
|
|
|
Yerçekimi nedir?
Sonraki yerçekimi olsun, küçük parçacıklar ve onları bir arada tutan enerji gelir üzerinden tek kuvvet var. Einstein Newton'un teorisi üzerine geliştirilmiş, o hesaba ışık hızına yakın hızlarda hareket eden son derece büyük gravitasyonel alanlar ve nesnelere alarak yerçekimi kavramı genişletmiştir. Bu uzantılar görelilik ve uzay-zamanın ünlü kavramları yol. Yerçekimi kuvvetleri küçük ölçeklerde yok denecek kadar azdır, ve yerçekimi ayrık paketler, enerji ayrık paketlerinin aksine deneysel olarak hiçbir zaman gözlemlenmemiştir, atomları bir arada tutun çünkü Ama Einstein'ın teorileri kuantum mekaniği, son derece küçük bir bölge, herhangi bir dikkat yoktur.
Bununla birlikte, yerçekimi küçük şeyler ile yakın ve kişisel kalkmak zorunda olduğu doğada zorlu koşullar vardır. Örneğin, maddenin büyük miktarlarda kuantum boşluk içine sıkılmış bir kara delik, kalbine yakın, çekim kuvvetleri küçük mesafelerde çok güçlü olur. Aynı Big Bang zaman etrafında yoğun ilkel evrende gerçek olmalı.
Fizikçi Stephen Hawking biz bir şey birleşik bir teorisi olabilir önce bir kuantum mekaniği ve yerçekimi köprüleme gerektiren kara delikler hakkında belirli bir problem tanımlanır. Hawking'e göre, hatta hafif bir şey, bir kara delik kaçabilirsiniz iddiası kesinlikle doğru değildir. Zayıf termal enerji karadeliklerin etrafındaki yayılabilir yapar. Hawking, parçacık-antiparçacık çiftleri bir kara deliğin çevresinde vakum materyalize olduğunda bu enerji doğar teorize. Madde-antimadde parçacıkları recombine ve birbirlerini yok etmeden önce o biraz uzağa ısı olarak kaçar olan diğeri ise, kara delik için biraz daha yakın olabilir biri olarak emilir olacak. Bu sürüm madde ve önceki o kara deliğin içine çekildiğine enerji durumları için herhangi belirgin bir şekilde bağlayın ve bu nedenle tüm olayları önceki olaylar izlenebilir olması gerektiğini öngören kuantum fiziğinin bir yasa ihlal etmez. Yeni teoriler bu sorunu açıklamak için gerekli olabilir.
|
|
|
| SORU 10 |
|
|
|
 |
| # 4 SORU: Evrendeki nötrinoların sayısı neredeyse sayılamayan olduğunu. Her biri solda sıfır kütle topundan biraz daha ağır hakkıyla ilgili topu burada temsil bile en ufak kitle varsa, bu ağırlık evrenin kayıp karanlık madde bir sürü için sorumlu olabilir. |
Yerçekimi gerçek doğası hakkında merak sonunda biz kolaylıkla gözlemleyebilirsiniz dört boyuttan fazla olup olmadığını merak yol açar.Doğa, aslında, şizofreni ise bu yer almak için, öncelikle merak edebilirsiniz: biz tiny galaksiler, diğer üç kuvvet gibi büyük ölçekler için iki farklı ölçeklerde yerçekimi çalışacak güçlerinin iki türlü olduğunu kabul ederse atomların dünya?Poppycock, yerçekimi ile üç atom ölçekli kuvvetler bağlamak için bir yolu var savunucuları-olmalıdır birleşik bir teori söylüyorlar.Belki, ama bu kolay olmayacak. İlk olarak, yerçekimi garip. Einstein'ın görelilik genel teorisi uzay ve zaman içsel bir özelliği olduğu gibi yerçekimi kadar bir kuvvet olmadığını söylüyor. Buna göre, Dünya'nın yerçekimi tarafından çekilir ama güneşin neden olduğu uzay-zaman büyük bir gamze yakalandı ve büyük bir kase içinde yakalanan bir hızlı hareket eden mermer gibi bu dimple içinde etrafında döner olmuştur, çünkü, çünkü güneş yörünge. Doğanın tüm diğer güçleri ayrık paketler halinde gelir ise İkincisi, yerçekimi kadar biz tespit etmek mümkün olmuştur gibi, sürekli bir olgudur.
Tüm bu dize teorisyenler ve diğer boyutları içeren gravite, onların açıklama götürür bizi. Evrenin özgün dize-teorisi modeli karmaşık bir 11 boyutlu bir dünyada diğer üç kuvvetler ile yerçekimini birleştirir. Bu dünya bizim boyutları dünyanın yedi bizim fark kaçmayı hayal edilemeyecek küçük bölgelerde kendilerini sarılmış. Bu ekstra boyutlar etrafında aklını almak için bir yolu örümcek tek bir iplikçik görselleştirmek için. Çıplak gözle, filament tek boyutlu gibi görünen, ancak yüksek büyütme azından hatırı sayılır genişlikte, genişlik ve derinliğe sahip bir nesnenin içine giderir. Dize teorisyenleri biz bunları çözmek için yeterince güçlü araçları eksikliği nedeniyle biz ekstra boyutlar göremiyorum savunuyorlar.
Biz doğrudan bu ekstra boyutlar görmek asla, ama biz astronomlar ve parçacık fizikçilerinin enstrümanları ile kendi varlığının delilleri tespit etmek mümkün olabilir.
|
|
|
| SORU 11 |
|
|
|
Evren nasıl başladı?
Doğanın dört güçleri gerçekten o, birkaç milyon derece altındaki sıcaklıklarda farklı complexions alır tek bir kuvvet ise Big Bang ortaya çıkması düşlenemeyecek sıcak ve yoğun evrenin yerçekimi arasındaki ayrımları, kuvvet, parçacıklar bir yer olmalı ve antiparçacıklar hiçbir anlamı yoktu. Daha tanıdık kriterler bağlıdır madde ve uzay-zaman, Einstein'ın teorileri, bugün gördüğümüz evrene şişirmek için evrenin sıcak ilkel belirlemekte ne neden izah edilemez. Evrenin madde dolu olması bile bilmiyoruz. Güncel fizik fikirleri göre, erken evrendeki enerji meselesi ve daha sonra birbirlerini yok olur antimadde, eşit karışımı üretti gerekirdi. Bazı gizemli ve çok yararlı mekanizma yıldız dolu galaksi üretmek için yeterli bırakarak, maddenin lehine terazisi bozulur.
Neyse ki, ezeli evrenin bir kaç ipucu bıraktı. Bir kozmik mikrodalga fon radyasyonu, Big Bang afterglow olduğunu. Şimdi birkaç yıl için, o zayıf radyasyon astronomlar evrenin kenarları baktım her yerde aynı ölçülür. Astronomlar bu tür tekdüzelik Big Bang ışık hızından daha hızlı gelişeceğini uzay-zamanın bir enflasyon ile başladı anlamına geliyordu inanıyordu.
Daha yeni Dikkatli gözlem, ancak, kozmik fon radyasyonu kusursuz birörnek olmadığını gösteriyor. Alan küçük bir yama rastgele dağıtılan başka minuscule varyasyonları vardır. Erken evrenin yoğunluğu rasgele kuantum dalgalanmalar bu izi bırakmış olabilirdi? Çok büyük olasılıkla, Michael Turner, Chicago Üniversitesi'nde astrofizik bölüm başkanı ve bu 11 soru ile geldi komitesi başkanı diyor. Turner ve diğer birçok kozmologlar şimdi inanıyorum galaksiler ve galaksi muhtemelen orijinal, atomaltı boyutlu kuantum evren dalgalanmaların büyük ölçüde büyütülmüş versiyonları kümeleri-vardır. Vurgulanmaya boşluğun evren geniş uzanıyor topaklar
Ve bu sadece sonsuz evlilik tür ve bu gün astronomlar kadar cozying parçacık fizikçileri olan sonsuz, ve neden bu gizemleri her 11 yakında bir fikir ile açıklanabilir olduğunu.
Nasıl Gidilir mi?
Astronomlar evrenin kökeni zamanda geri tüm yol göremiyorum, ama ipuçları ve teori çok üzerinde çizerek, her şeyi nasıl başladığını hayal edebiliyorum.
Onların modeli bir atomun çapı çok daha küçük, çok sıcak bir nokta olarak tüm evren ile başlar. Nokta hızlı ışık hızından daha genişletmeye başladı, bir genişleme Big Bang denir. Evren bilimciler hala hareket bu olay ayarlamış olabilir tam mekanizması hakkında tartışmaya. Dışarı Oradan, ancak onlar ne hakkında kayda değer bir uyum içindedir. Bebek evren genişledikçe, bu onların antimadde ikizleri, antiquarks ve antileptons birlikte, bu tür kuark ve lepton olarak bulunan madde ve antimadde çeşitli şekillerde, soğutulur. Bu parçacıklar derhal içine ezilmiş ve birbirlerini imha, maddenin küçük bir kalıntı ve enerji çok geride bırakarak. Evrenin hayatta birkaç kuark da hidrojen çekirdekleri, helyum, döteryum ve lityum oluşan proton ve nötronların, bir araya mandallanabilen kadar soğumaya devam etti. Elektronlar çekirdeklerin bağlamak ve tam atomları oluşturmak için 300.000 yıl için, bu çorba çok sıcak kaldı. Ama bir kez sıcaklıklarda toz haline gelerek uzun bir yolculuğa başlamak için hazır, yeterli aynı hidrojen, helyum, döteryum ve oluşan bugün etrafında lityum atomu düştü, gezegenler, yıldızlar, galaksiler, ve avukatlar.
Yerçekimi-güçlerin zayıf ancak uzun mesafelerde-kademeli füzyon tepkimeleri ateşledi ve ilk yıldızlar doğmuş kadar kendilerini çökmüş büyük globs gaz ve toz toplama, kontrol aldı genelinde kümülatif davranan tek. Çok daha büyük ölçeklerde, yerçekimi birlikte yoğun-daha-ortalama gaz büyük bölgelerinde çekti. Bu gökada kümeleri, milyarlarca yıldız ile dolu her biri dönüşmüştür.
Transforme yıldızlı içindeki çağlar füzyon tepkimeleri fazla hidrojen ve karbon, yeryüzündeki tüm yaşamın temelini dahil diğer atom çekirdeklerinin içine helyum.
En büyük kütleli yıldızlar bazen ve demir dahil, hatta ağır elementler üretilen enerjik süpernova patladı. Böyle uranyum ve kurşun gibi ağır elementler, nereden geldi hala bir sır bir şey kalır.
-EH
: Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı Parçacık Veri Grubu mükemmel bir parçacık fiziği astar var particleadventure.org / particleadventure / index.html .
: 11 büyük sorulara tam Ulusal Araştırma Konseyi raporu okuyun www.nationalacademies.org / bpa / raporlar / cpu / index.html .
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder