Люди видят только 5% Вселенной, а что остальное?

Многие загадки, окружающие Вселенную, легко выходят за рамки физики и входят в область философии. Что было до Большого Взрыва? Почему существует вещество?

Некоторые из больших загадок в физике можно перефразировать как «явления, которые не могут быть объяснены стандартной моделью физики элементарных частиц».

Стандартная модель — лучшая на данный момент теория, объясняющая самые основные компоненты Вселенной. В Стандартной модели все вещества состоят из мелких частиц (элементарных частиц), называемых кварками и лептонами, и есть другие частицы, которые опосредуют взаимодействие между элементарными частицами.

Однако стандартная модель не может объяснить все, равно как и явления гравитации, темной материи и темной энергии.

Вот некоторые из самых известных космических загадок, которые невозможно объяснить с помощью такой стандартной модели.

Считается, что началом нынешней Вселенной стал Большой Взрыв, произошедший 13,8 миллиарда лет назад. Считается, что вся материя, которую мы знаем, возникла из нее.

Ученые считают, что Большой взрыв должен был произвести одинаковое количество материи и антиматерии.

Частицы антиматерии (античастицы) имеют ту же массу, что и обычные частицы, но их электрические заряды обратные. Он был создан парами, но при столкновении высвобождает чистую энергию и исчезает.

Но сегодня, насколько мы можем наблюдать, Вселенная почти заполнена обычным веществом. Пока нет теории, объясняющей, куда именно делась антиматерия. Но, по данным Европейского института ядерных исследований (ЦЕРН), эксперименты показали, что законы физики не работают одинаково для материи и антиматерии. Эксперты до сих пор выясняют причину.

Эксперты думали, что частицы, которые появлялись и исчезали, будут производить темную энергию, но обнаружили, что это ужасающее число — 10 в 120-й степени. Как говорит НАСА, «сложно дать такой нелепый ответ».

Некоторые из теорий Эйнштейна предполагают, что может существовать больше вселенных, и что эта вселенная не пуста и имеет энергию, так называемую космологическую постоянную.

Но неясно, почему он должен существовать или почему он обладает такой силой. Некоторые думают, что нужна совершенно новая теория гравитации, но что это за теория, которая может не только объяснить загадочную часть, но и точно объяснить, например, движение планет в Солнечной системе? Тайна вряд ли закончится.

Темная материя связана с темной энергией. Темная материя — необходимая концепция для объяснения того, почему звезды вращаются вокруг галактик быстрее, чем должны, и почему свет искривляется из-за гравитации невидимых объектов.

Согласно НАСА, темную материю легко представить как «не XX». Его нельзя увидеть напрямую, то есть это не звезда и не планета. Это не обычное вещество в темноте, потому что его нельзя наблюдать, как облако, которое поглощает излучение и энергию. Это не антивещество, потому что гамма-лучи, испускаемые при столкновении антивещества с веществом, не обнаруживаются. Судя по количеству наблюдаемых гравитационных линз (явление, при котором свет искривляется под действием силы тяжести небесного тела большой массы), это не большая черная дыра.

Сейчас широко принята теория о том, что темная материя состоит из гипотетических частиц.

Это хорошо зарекомендовавшая себя теория, согласно которой темная энергия и темная материя вместе занимают 95% Вселенной. Только оставшиеся 5% мы можем наблюдать непосредственно.

Адъюнкт-профессор Майк Бойланкортин из Техасского университета в Остине, адъюнкт-профессор астрономии, сказал журналу: «Единственным препятствием для исследований темной материи является эффект гравитации между темной материей и другими элементами Вселенной. , а с гравитацией трудно экспериментировать напрямую».

В 90-х годах физики думали о двух возможностях будущего Вселенной. Во-первых, Вселенная в конечном итоге разрушится из-за массы материи. Другой заключается в том, что Вселенная продолжает расширяться, но ее плотность со временем уменьшается по мере того, как она становится менее плотной.

Однако наблюдения сверхновых вдали подтвердили, что Вселенная не только расширяется, но и ускоряется, что смущало специалистов.

Причина ускоренного расширения пока не выяснена. То, что вызывает это, условно называется «темной энергией».

«Есть несколько вариантов. Если вам повезет, вы сможете «непосредственно обнаружить» темную материю в экспериментах на Земле, но эти эксперименты обнаруживают определенные частицы, которые оказывают определенное влияние на обычную материю. Это очень тонкий и замечательный эксперимент. , но нет гарантии, что он обнаружит неопознанную темную материю».

Все, что имеет массу, имеет гравитацию (или силу всемирного тяготения), то есть силу, притягивающую другие массы. Однако ни Стандартная модель, ни теория относительности Эйнштейна не объясняют, что такое гравитация.

Из четырех сил в природе (гравитация, электромагнитная сила, сильная сила, слабая сила) силы, отличные от гравитации, могут быть «квантованы». Согласно журналу BBC Science Focus, это можно наблюдать как «сгусток», а не как непрерывную величину.

Пока неизвестно, можно ли установить квантовую теорию гравитации (также в сочетании с другими силами). По крайней мере, не в этот момент.

источник: