Trợ giúp về Tele2, thuế quan, câu hỏi

Maria Saprykina

BÍ QUYẾT VẬT CHẤT TỐI

Vật chất vô hình, tức là các nhà vật lý thiên văn gọi nó là bóng tối và không phát ra hay hấp thụ ánh sáng và phát hiện nó bằng lực hấp dẫn mà nó tạo ra. Nó hiện diện ở khắp mọi nơi - từ quy mô thiên hà đến siêu đám thiên hà. Khối lượng của nó lớn hơn nhiều so với vật chất nhìn thấy được, nhưng thực chất nó là gì thì vẫn còn là một điều bí ẩn. Đây có lẽ là những hạt cơ bản hoặc lỗ đen khối lượng thấp và lỗ sâu giả định chưa được phát hiện. Một thành viên của trung tâm vũ trụ vũ trụ của Viện Vật lý mang tên ông đã nói về điều này trong bài báo tiếng Anh của mình. P.N. Lebedev RAS (Moscow) và Học viện Quốc tế mang tên. Nilsa Bohr (Copenhagen, Đan Mạch), Thành viên tương ứng của RAS Igor Novikov. Bản dịch được thực hiện bởi Thành viên tương ứng của Viện Hàn lâm Khoa học Nga Viktor Abalakin và được đăng trên tạp chí “Trái đất và Vũ trụ”.

Vì vậy, bản chất của vật chất tối là một trong những bí ẩn chính của vũ trụ học hiện đại. Việc phát hiện và nghiên cứu hiện tượng này có lịch sử khá lâu đời. Các chuyên gia đã đam mê chủ đề này trong 85 năm. Ngày nay, vấn đề này là vấn đề chính trong mọi ngành vật lý thiên văn.

Thậm chí 30 và thậm chí 20 năm trước, các nhà thiên văn học đã tin rằng khối lượng vật chất tối chiếm ưu thế trong Vũ trụ quyết định động lực học của nó và độ cong của không gian ba chiều. Nhưng ngày nay chúng ta biết nhiều hơn thế. Quan sát trong các phép đo nhiệt độ về tính dị hướng của bức xạ nền vi sóng vũ trụ (và nó xuất hiện ngay sau khi Vũ trụ ra đời và mang thông tin quan trọng về sự tiến hóa của nó), dữ liệu về mức độ phân bố của heli và các nguyên tố nhẹ khác cũng như sự hình thành của vũ trụ. Cấu trúc của Vũ trụ chỉ ra: vật chất thông thường (hạt cơ bản baryon - baryon (nặng) có khối lượng không nhỏ hơn khối lượng proton tham gia vào tất cả các tương tác cơ bản)) chịu trách nhiệm cho khoảng 4% hàm lượng vật chất của vũ trụ. Hóa ra các ngôi sao, hành tinh, khí, bụi và chính chúng ta đều được tạo thành từ nó, 96% còn lại là khu vực “tối” với khoảng 23% vật chất tối và khoảng 73% năng lượng tối. Người ta đã biết: vật chất đang nói đến gây ra tác dụng của lực hấp dẫn, giống như vật chất thông thường, còn năng lượng tối thì ngược lại, gây ra lực đẩy hấp dẫn. Cái sau thực sự chiếm ưu thế trong Vũ trụ, mặc dù các chuyên gia vẫn chưa biết gì về bản chất vật lý của nó.

Vật chất tối có ảnh hưởng hấp dẫn đến sự truyền ánh sáng từ các nguồn ở xa (gọi là thấu kính hấp dẫn). Một thông tin quan trọng còn đến từ việc phân tích bức xạ nền vi sóng vũ trụ và quá trình hình thành cấu trúc của Vũ trụ từ những sự không đồng nhất nhỏ ban đầu. Nhưng chính lực hấp dẫn của vật chất tối mà chúng ta quan tâm là cần thiết cho sự hình thành các cụm thiên hà và các thiên hà. Novikov cho biết hầu hết các nhà vũ trụ học đều phát triển ý tưởng về một loại vật chất tối gọi là vật chất lạnh. Nhiều người trong số họ tin rằng: nó bao gồm các hạt được hình thành trong thời kỳ đầu nóng bỏng của quá trình tiến hóa của Vũ trụ, nhưng vẫn tồn tại trong thời đại chúng ta. Danh sách các phần tử có thể bao gồm trong chúng rất rộng: đây chủ yếu là các hạt giả thuyết - chẳng hạn như trục hoặc các di tích siêu đối xứng. Các thí nghiệm hiện đã được triển khai để tìm kiếm chúng một cách trực tiếp và gián tiếp. Kết quả là việc phát hiện trực tiếp vật chất tối là hoàn toàn có thể, nhưng theo tác giả bài báo, bản chất vật lý của nó vẫn còn là một bí ẩn.

Trong khi đó, ngoài những hạt vẫn chưa được khoa học biết đến và được các nhà vật lý quan tâm, còn có những vật thể khác mà vật chất tối có thể bao gồm. Bản thân một số trong số chúng rất đáng kinh ngạc - và nhân tiện, không kém phần quan trọng đối với sự phát triển của khoa học: đây là những vật thể tối tương đối tính (lỗ đen sơ cấp và lỗ sâu đục).

Giả thuyết về sự tồn tại của lỗ đen nguyên thủy cũng có lịch sử rất lâu đời. Nhờ nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học trong nước là viện sĩ Ykov Zeldovich và Igor Novikov vào năm 1961, và vào năm 1971 bởi nhà vật lý lý thuyết người Anh Stephen Hawking, chúng ta có thể kết luận: trong giai đoạn đầu của Vũ trụ (khoảng 13 tỷ năm trước) đã có những lỗ đen nhỏ , khối lượng của chúng có thể nhỏ hơn khối lượng của các ngôi sao. Các tính toán cho thấy những vật có khối lượng ban đầu chưa đến một tỷ tấn giờ đây đã mất hoàn toàn năng lượng do bức xạ lượng tử; những cái nặng hơn đã tồn tại cho đến ngày nay.

Câu hỏi chính là liệu chúng có thể được phát hiện bằng các phương tiện thiên văn hay không nếu chúng thực sự tồn tại trong Vũ trụ? Để tìm ra những lỗ đen nhỏ, cần phải biết sự phát xạ lượng tử cứng của chúng. Việc quan sát cái sau sẽ góp phần đáng kể vào việc xác định các lỗ đen nguyên thủy, nhưng cho đến nay chưa có lỗ đen nào trong số chúng được phát hiện. Chỉ có điều sau đây được xác lập: số lượng lỗ đen có khối lượng khoảng một tỷ tấn không vượt quá một nghìn lỗ đen trên một năm ánh sáng khối. Nếu có nhiều chúng hơn thì có thể tính được tổng bức xạ của chúng. Bức xạ lượng tử từ các lỗ đen nguyên thủy khổng lồ là không đáng kể nên chúng có thể được tính vào số lượng vật thể có trong vật chất tối. Năm 1994, các nhà vật lý thiên văn người Nga Pavel Ivanov, Pavel Naselsky và Igor Novikov, làm việc tại Trung tâm Vật lý thiên văn lý thuyết Đan Mạch, đã chỉ ra triển vọng này. Cùng lúc đó, một thông báo xuất hiện rằng việc thu thập thấu kính vi mô các ngôi sao trong Đám mây Magellan Lớn bởi các vật thể quầng nhỏ gọn khổng lồ của Thiên hà của chúng ta đã được phát hiện. Trong số những ý tưởng khác, ý tưởng sau đây đã được đưa ra: lỗ đen có thể là những vật thể như vậy. Phát hiện mới bổ sung thêm bằng chứng cho giả thuyết cho rằng vật chất tối lạnh được tạo thành từ các lỗ đen nguyên thủy.

Tuy nhiên, tác giả bài viết nhấn mạnh, chúng ta không nên quên những lỗ sâu đục cơ bản. Theo thuyết tương đối rộng, đây là một không gian có độ cong cao dưới dạng một đường hầm nối hai lối vào nó. Vật chất hoặc bức xạ rơi vào một trong các lỗ sẽ bị phân tán khắp toàn bộ thể tích của đường hầm và theo đó, thoát ra khỏi lỗ kia. Hoặc ngược lại. Theo một giả thuyết, những hang động sơ cấp này rất có thể đã tồn tại vào thời kỳ đầu của quá trình giãn nở của Vũ trụ. Và họ có thể tiếp tục làm như vậy trong tương lai. Lưu ý: sự bay hơi lượng tử (còn gọi là sự bay hơi Hawking) không ảnh hưởng đến những vật thể như vậy, vì vậy chúng tồn tại trong những khoảng thời gian vũ trụ nếu chúng không chịu sự bất ổn định khác. Dựa trên điều này, không thể loại trừ rằng một phần nào đó của vật chất tối lạnh cũng bao gồm các lỗ sâu đục.

Vì vậy, Novikov kết luận, các vật thể tối - lỗ tối nguyên thủy và lỗ sâu đục - có thể giải đáp bí ẩn về vật chất tối. Nhưng mức độ thành công (hoặc không thành công) của các khái niệm được đề xuất sẽ chỉ trở nên rõ ràng khi kết quả quan sát nghiên cứu vật chất tối lạnh được biết đến trước hết bằng cách sử dụng đài quan sát không gian Planck, được phóng vào ngày 14 tháng 5 năm 2009 trong khuôn khổ chương trình Cơ quan Vũ trụ Châu Âu Horizon -2000 và được đặt theo tên của nhà vật lý kiệt xuất người Đức Max Planck (1858-1947).

Novikov I. Vật tối và vật chất tối. - Tạp chí “Trái đất và vũ trụ”, 2009, số 5

Minh họa từ các biên tập viên của tạp chí “Trái đất và vũ trụ”

Tài liệu được chuẩn bị bởi Maria SAPRYKINA

“Khoa học ở Nga”, số 1, 2010

Tôi nghĩ ở đây tôi đang bày tỏ tình cảm của cả một thế hệ những người đã tìm kiếm các hạt vật chất tối từ khi họ còn là sinh viên mới tốt nghiệp. Nếu LHC mang đến những tin xấu, khó có khả năng bất kỳ ai trong chúng ta sẽ còn ở lại trong lĩnh vực khoa học này.

Một trong những câu hỏi cấp bách mà LHC có thể trả lời không phải là suy đoán lý thuyết và có liên quan trực tiếp nhất đến chúng ta. Trong nhiều thập kỷ nay, thiên văn học đã cố gắng giải đáp một bí ẩn khó giải đáp. Nếu chúng ta tính toán toàn bộ khối lượng và năng lượng trong không gian, thì hóa ra phần lớn vật chất bị che khuất khỏi mắt chúng ta. Theo tính toán hiện đại, chất phát sáng chỉ 4% tổng lượng vật chất trong vũ trụ. Phần đáng thương này bao gồm mọi thứ được tạo thành từ nguyên tử, từ khí hydro đến lõi sắt của các hành tinh như Trái đất. Khoảng 22% là vật chất tối, một thành phần của vật chất không phát ra sóng điện từ và chỉ cảm nhận được qua trường hấp dẫn của nó. Cuối cùng, dữ liệu hiện tại cho thấy 74% ở dạng năng lượng tối, vật chất chưa rõ bản chất đang khiến Vũ trụ giãn nở với tốc độ ngày càng nhanh. Nói một cách dễ hiểu, Vũ trụ là một bức tranh khảm chưa được lắp ráp. Có lẽ TANK sẽ giúp tìm ra những mảnh còn thiếu?

Các giả thuyết về vật chất ẩn bắt đầu được đưa ra từ lâu trước khi vấn đề này được cộng đồng khoa học nói chung thừa nhận. Những nghi ngờ đầu tiên rằng có thứ gì đó khác đang kiểm soát Vũ trụ ngoài vật chất nhìn thấy xuất hiện vào năm 1932. Nhà thiên văn học người Hà Lan Jan Oort đã tính toán rằng các ngôi sao ở vùng bên ngoài của các thiên hà chuyển động như thể chúng chịu lực hấp dẫn lớn hơn nhiều so với lực hấp dẫn mà thiên hà có. quan sát thấy một vấn đề. Dải Ngân hà về cơ bản giống như một vòng quay khổng lồ có ngựa. Các ngôi sao quay quanh trung tâm thiên hà, một số ở gần hơn một chút và một số khác ở xa đĩa thiên hà hơn một chút. Oort đã đo tốc độ của chúng và tìm ra lực hấp dẫn của Dải Ngân hà là bao nhiêu để nó có thể giữ các ngôi sao ở gần mặt phẳng thiên hà và ngăn Thiên hà tan rã. Biết được lực này, Oort đã ước tính tổng khối lượng của hệ sao của chúng ta (giá trị này ngày nay được gọi là giới hạn Oort). Kết quả thật bất ngờ: nó gấp đôi khối lượng quan sát được của các ngôi sao phát ra ánh sáng.

Năm sau, nhà vật lý gốc Bulgaria Fritz Zwicky, làm việc tại Caltech, đã độc lập điều tra xem cần bao nhiêu "chất keo" hấp dẫn để giữ cụm thiên hà phong phú trong chòm sao Coma Berenices lại với nhau. Khoảng cách giữa các thiên hà trong nhóm rất lớn, đó là lý do tại sao Zwicky thu được giá trị lớn của lực hấp dẫn. Từ đó có thể tính toán lượng vật chất cần thiết để tạo ra một lực như vậy. Zwicky ngạc nhiên khi thấy nó lớn gấp hàng trăm lần khối lượng vật chất nhìn thấy được. Có vẻ như cấu trúc đồ sộ này đứng trên các giá đỡ được ngụy trang, chỉ riêng điều này đã có thể giữ cho nó ổn định.

Vào những năm 30 Thế kỷ XX Các nhà khoa học biết rất ít về Vũ trụ, ngoại trừ sự giãn nở được phát hiện bởi Hubble. Ngay cả ý tưởng coi các thiên hà khác là “đảo vũ trụ” như Dải Ngân hà cũng chỉ mới ở giai đoạn sơ khai. Không có gì đáng ngạc nhiên khi xét đến sự sơ khai của vũ trụ học vật lý, hầu như không ai chú ý đến những khám phá phi thường của Oort và Zwicky. Phải mất nhiều năm các nhà thiên văn học mới nhận ra tầm quan trọng của chúng.

Chúng ta có được mối quan tâm hiện nay về vật chất tối là nhờ lòng dũng cảm của cô gái trẻ Vera Cooper Rubin, người, trái ngược với mọi định kiến ​​vào thời đó (các nhà thiên văn học nữ vào thời điểm đó bị coi là hoài nghi), đã quyết định theo đuổi thiên văn học. Rubin sinh ra ở Washington, D.C. và lớn lên khi nhìn ra cửa sổ phòng ngủ để ngắm sao. Cô thích đọc sách về thiên văn học, đặc biệt là tiểu sử của Maria Mitchell, người được quốc tế công nhận vì đã phát hiện ra sao chổi. Con đường đến với ước mơ của Vera Rubin không thể gọi là dễ dàng: trong những năm đó, cộng đồng thiên văn giống như một câu lạc bộ khép kín với tấm biển sáng trên cửa “Không được phép có phụ nữ”.

Rubin sau này nhớ lại: “Khi tôi còn đi học, người ta nói với tôi rằng tôi sẽ không bao giờ kiếm được việc làm nhà thiên văn học và tôi nên làm việc khác. Nhưng tôi không nghe lời ai cả. Nếu bạn thực sự muốn điều gì đó, bạn cần phải nắm lấy nó và thực hiện nó và có thể có đủ can đảm để thay đổi điều gì đó trong lĩnh vực này”86.

Sau khi nhận bằng cử nhân thiên văn học tại Đại học Vassar, nơi Mitchell từng giảng dạy và bằng thạc sĩ thiên văn học tại Đại học Cornell, Rubin trở về quê hương để tiếp tục nghiên cứu thiên văn học tại Đại học Georgetown. Người hướng dẫn khoa học cho luận án Tiến sĩ Triết học của cô là Georgy Gamow. Mặc dù không có tên trong danh sách giảng viên đại học nhưng ông cũng quan tâm đến sự tiến hóa của các thiên hà và được phép làm việc với Rubin. Dưới sự lãnh đạo của ông, bà đã tự bảo vệ mình vào năm 1954.

Trong khi chăm sóc bốn đứa con chào đời trong cuộc hôn nhân của cô với nhà toán học Robert Rubin, cô không dễ tìm được một công việc lâu dài cho phép cô kết hợp gia đình và khoa học. Cuối cùng, vào năm 1965, Khoa Từ trường Trái đất của Viện Carnegie ở Washington đã đưa bà vào làm nghiên cứu viên. Ở đó Rubin đã tham gia vào một liên minh sáng tạo với đồng nghiệp Kent Ford. Anh ấy có một chiếc kính thiên văn do chính tay mình chế tạo và họ cùng nhau bắt đầu tích cực quan sát các khu vực bên ngoài của các thiên hà.

Đầu tiên, các nhà thiên văn học hướng kính thiên văn vào hàng xóm xoắn ốc gần nhất của Dải Ngân hà, một thiên hà trong chòm sao Tiên Nữ. Sử dụng máy quang phổ, họ bắt đầu thu thập dữ liệu về sự dịch chuyển Doppler trong quang phổ của các ngôi sao nằm ở ngoại vi thiên hà. Sự dịch chuyển Doppler là sự tăng (giảm) tần số bức xạ từ một vật chuyển động về phía người quan sát (cách xa người quan sát). Độ lớn của sự dịch chuyển này phụ thuộc vào tốc độ tương đối của vật thể. Hiệu ứng Doppler là đặc trưng của bất kỳ quá trình sóng nào, bao gồm cả ánh sáng và âm thanh. Ví dụ, bất cứ khi nào chúng ta nghe thấy tiếng còi báo cháy kêu to hơn khi nó đến gần hơn và có âm vực thấp hơn khi nó di chuyển ra xa, chúng ta đang xử lý hiệu ứng này. Nếu chúng ta nói về ánh sáng, thì khi nguồn tiến lại gần, bức xạ của nó sẽ chuyển sang vùng tím của quang phổ (sự dịch chuyển màu tím) và khi nó di chuyển ra xa, nó sẽ chuyển sang màu đỏ (sự dịch chuyển đỏ). Sự dịch chuyển đỏ của các thiên hà cung cấp cho Hubble bằng chứng cho thấy các thiên hà xa xôi đang bay ra xa chúng ta. Hiệu ứng Doppler trong quang phổ điện từ vẫn là một trong những công cụ không thể thiếu của thiên văn học.

Bằng cách lấy quang phổ của các ngôi sao ở phần bên ngoài của Andromeda và đo độ lớn của sự dịch chuyển, Rubin và Ford đã có thể tính được tốc độ của vật chất sao. Họ xác định các ngôi sao ở vùng ngoại vi thiên hà di chuyển xung quanh trọng tâm của chúng nhanh như thế nào. Sau đó, các nhà khoa học từ Viện Carnegie đã xây dựng một biểu đồ: vận tốc quỹ đạo được vẽ theo chiều dọc và khoảng cách từ tâm theo chiều ngang. Mối quan hệ này, được gọi là đường cong quay của thiên hà, cho thấy rõ ràng các phần ngoài cùng của Andromeda quay tròn như thế nào trên băng chuyền.

Như Kepler đã thiết lập cách đây vài thế kỷ, trong các vật thể thiên văn trong đó phần lớn khối lượng tập trung ở trung tâm (ví dụ, Hệ Mặt trời), vật thể càng ở xa trung tâm thì tốc độ của nó càng thấp. Các hành tinh bên ngoài chuyển động trên quỹ đạo của chúng chậm hơn nhiều so với các hành tinh bên trong. Sao Thủy lóe sáng gần Mặt trời với tốc độ khoảng 50 km/s, trong khi Sao Hải Vương di chuyển với tốc độ khoảng 5,5 km/s. Lý do rất đơn giản: lực hấp dẫn của mặt trời giảm nhanh theo bán kính và không có khối lượng nào ở phần bên ngoài của hệ mặt trời có thể ảnh hưởng đến tốc độ của các hành tinh.

Trước đây, người ta cho rằng trong các thiên hà xoắn ốc, như Dải Ngân hà, vật chất được phân bố chặt chẽ như vậy. Các quan sát cho thấy các ngôi sao cư trú ở phần trung tâm của các thiên hà với mật độ dày đặc nhất và tạo thành một cấu trúc hình cầu (các nhà thiên văn gọi nó là một "điểm phình ra"). Ngược lại, các nhánh xoắn ốc và quầng sáng bao quanh đĩa thiên hà trông thưa thớt và phù du. Nhưng ấn tượng đầu tiên là lừa dối.

Khi xây dựng đường cong quay của Andromeda, Rubin và Ford đã tin chắc rằng, giống như trong hệ mặt trời, vận tốc sẽ giảm trên những khoảng cách lớn. Nhưng thay vào đó, đồ thị lại là một đường thẳng khiến các nhà khoa học khá bối rối. Thay cho sườn núi là một cao nguyên bằng phẳng. Hình dạng phẳng của đặc tính vận tốc có nghĩa là khối lượng thực sự vượt xa cấu trúc được quan sát. Một cái gì đó ẩn giấu khỏi mắt chúng ta có tác động hữu hình lên những khu vực mà theo quan điểm của chúng ta, trọng lực phải nhỏ đến mức gần như biến mất.

Để hiểu liệu hành vi vận tốc này ở Andromeda là ngoại lệ hay quy luật, Rubin và Ford, cùng với các đồng nghiệp ở Viện Carnegie, Norbert Tonnard và David Burstein, đã quyết định thử nghiệm thêm 60 thiên hà xoắn ốc nữa. Mặc dù xoắn ốc không phải là loại thiên hà duy nhất - có những thiên hà hình elip và có những thiên hà không đều - các nhà thiên văn học đã chọn "xoáy" vì tính đơn giản của nó. Không giống như các loại thiên hà khác, trong các thiên hà xoắn ốc, các ngôi sao trong các nhánh đều quay theo cùng một hướng. Do đó, tốc độ của chúng dễ dàng được vẽ trên biểu đồ hơn và do đó dễ phân tích hơn.

Nhóm nghiên cứu đã thực hiện các quan sát tại Kitt Peak ở Arizona và Cerro Tololo ở Chile và vẽ đồ thị đường cong quay cho tất cả 60 thiên hà. Điều đáng ngạc nhiên là mỗi biểu đồ đều có một phần bằng phẳng như của Andromeda. Từ đó, Rubin và các đồng tác giả của cô kết luận rằng phần lớn vật chất trong các thiên hà xoắn ốc được tập hợp dưới dạng các dạng vô hình mở rộng, ngoài trường hấp dẫn, chúng không tự biểu hiện theo bất kỳ cách nào. Vấn đề dày vò Oort và Zwicky đã trỗi dậy mạnh mẽ!

Ai là người đằng sau chiếc mặt nạ? Có thể vật chất tối bao gồm vật chất thông thường nhưng rất khó nhìn thấy? Có lẽ kính thiên văn của chúng ta quá yếu để có thể nhìn thấy tất cả các vật thể trong không gian?

Có một thời, các thiên thể được đề xuất đảm nhận vai trò của vật chất tối, tên của chúng phản ánh lực hấp dẫn được gán cho chúng: các vật thể nam tính (MASNO, từ viết tắt từ tiếng Anh. Vật thể Halo nhỏ gọn khổng lồ -"vật thể quầng nhỏ gọn khổng lồ"). Đây là những thiên thể khổng lồ trong quầng thiên hà phát ra rất ít ánh sáng. Đặc biệt, chúng bao gồm các hành tinh khổng lồ (cỡ Sao Mộc và lớn hơn), sao lùn nâu (sao có giai đoạn cháy nhiệt hạch rất ngắn), sao lùn đỏ (sao phát sáng mờ), sao neutron (lõi sao đã trải qua quá trình nén thảm khốc ( sụp đổ) và bao gồm vật chất nucleon) và lỗ đen. Tất cả chúng đều bao gồm vật chất baryonic, bao gồm vật chất của hạt nhân nguyên tử và họ hàng gần nhất của nó, ví dụ như khí hydro.

Để săn lùng các vật thể nam tính và các nguồn lực hấp dẫn mờ nhạt khác, các nhà thiên văn học đã phát triển một kỹ thuật thông minh gọi là vi thấu kính hấp dẫn. Thấu kính hấp dẫn là một vật nặng, giống như lăng kính, làm lệch hướng ánh sáng. Theo thuyết tương đối rộng của Einstein, các vật nặng làm cong không-thời gian xung quanh chúng, làm cho quỹ đạo của tia đi qua bị bẻ cong. Năm 1919, hiệu ứng thấu kính được quan sát thấy trong nhật thực: tại thời điểm này, người ta có thể nhìn thấy các ngôi sao ở gần đĩa Mặt trời, làm lệch hướng ánh sáng của chúng.

Bởi vì các vật thể nam tính đi qua giữa Trái đất và các ngôi sao ở xa phải làm biến dạng hình ảnh, nên vi thấu kính cung cấp một cách để "cân" chúng. Nếu một vật thể nam tính đột nhiên xuất hiện trên đường ngắm theo hướng của ngôi sao đang quan sát (ví dụ: một trong những ngôi sao của thiên hà gần đó), do lực hấp dẫn tập trung, nó sẽ trở nên sáng hơn trong giây lát. Và khi “người đàn ông nam nhi” đi ngang qua, ngôi sao sẽ mờ đi và mang lại hình dáng trước đây. Từ đường cong ánh sáng này, các nhà thiên văn học có thể tính được khối lượng của vật thể.

Vào những năm 90 Là một phần của dự án MASNO, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế từ Đài thiên văn Mount Stromlo ở Úc đã biên soạn một danh mục bao gồm khoảng 15 sự kiện “đáng ngờ”. Bằng cách quét từng phần quầng sáng của thiên hà và sử dụng Đám mây Magellan Lớn (một vệ tinh của Dải Ngân hà) làm nền sao, các nhà khoa học đã phát hiện ra những đường cong ánh sáng đặc trưng. Từ những dữ liệu quan sát này, các nhà thiên văn học ước tính rằng khoảng 20% ​​tổng số vật chất trong quầng thiên hà bao gồm các vật thể nam tính có khối lượng từ 15 đến 90% khối lượng Mặt trời. Những kết quả này chỉ ra rằng vùng ngoại vi của Dải Ngân hà là nơi sinh sống của những ngôi sao mờ và tương đối nhẹ, mặc dù chúng hầu như không tỏa sáng nhưng tạo ra một lực hấp dẫn. Nghĩa là, người ta đã biết rõ một phần thiên thể nào được tìm thấy ở ngoại vi của Thiên hà, nhưng làm thế nào để giải thích phần còn lại của khối lượng ẩn vẫn chưa rõ ràng.

Có nhiều lý do khác để tin rằng tại sao các vật thể nam tính có thể không đưa ra câu trả lời dứt khoát cho bí ẩn vật chất tối. Trong các mô hình vật lý thiên văn về quá trình tổng hợp hạt nhân (sự hình thành các nguyên tố hóa học), biết được số lượng của một nguyên tố cụ thể trong không gian ngày nay, người ta có thể tính toán xem Vũ trụ chứa bao nhiêu proton trong những khoảnh khắc đầu tiên sau Vụ nổ lớn. Và điều này giúp có thể ước tính tỷ lệ vật chất baryonic trong Vũ trụ. Thật không may, các tính toán cho thấy chỉ một phần vật chất tối có bản chất baryonic, phần còn lại ở dạng khác. Vì các đồ vật nam tính bao gồm các baryon quen thuộc không phù hợp với vai trò của thuốc chữa bách bệnh nên các nhà khoa học chuyển sự chú ý sang các ứng cử viên khác.

Không phải ngẫu nhiên mà các vật thể nam tính được đặt cho một cái tên tàn bạo như vậy: do đó họ muốn đối lập với một loại vật thể khác được đề xuất để giải thích vật chất tối - những “WIMP” khó nắm bắt (WIMP - một từ có nguồn gốc từ tiếng Anh. Các hạt có khối lượng tương tác yếu- “các hạt có khối lượng tương tác yếu”). Không giống như "nam nhi", "WIMP" không phải là thiên thể mà là một loại hạt có khối lượng lớn mới chỉ tham gia vào các tương tác yếu và hấp dẫn. Vì nặng nên WIMP phải có tốc độ thấp, khiến chúng trở thành chất kết dính hấp dẫn tuyệt vời: chúng ngăn chặn các cấu trúc khổng lồ nhìn thấy trong không gian, chẳng hạn như các thiên hà và cụm thiên hà, khỏi bị vỡ ra.

Neutrino không thể bị giảm giá nếu chúng nặng hơn và siêng năng hơn. Rốt cuộc, giống như các lepton phù hợp, chúng tránh các quá trình mạnh, và giống như tất cả các hạt trung tính, chúng không sợ điện từ. Tuy nhiên, khối lượng không đáng kể và trạng thái bất ổn của neutrino buộc chúng bị loại khỏi sự xem xét. Do tính linh hoạt của chúng, neutrino có thể được ví như một chính trị gia hời hợt, người liên tục đột nhập vào các quận khác nhau, cố gắng giành chiến thắng trước cử tri trước cuộc bầu cử vào hội đồng thành phố. Liệu mọi người có muốn đoàn kết xung quanh một người không thể ổn định một chỗ và giành được sự ủng hộ mạnh mẽ không? Tương tự như vậy, neutrino, không tồn tại lâu ở bất cứ đâu và ít có tác dụng lên bất cứ thứ gì, hầu như không phù hợp với vai trò của một thanh thống nhất.

Các hạt giống neutrino – quá nhẹ và nhanh để hình thành cấu trúc – được gọi là vật chất tối nóng. Mặc dù khối lượng ẩn trong Vũ trụ ở một mức độ nào đó có thể bao gồm chúng, nhưng chúng không thể giải thích tại sao các ngôi sao ở vùng bên ngoài của các thiên hà lại bám chặt vào “hòn đảo” quê hương của chúng đến vậy và tại sao các thiên hà lại tập hợp thành cụm. Vật chất nặng hơn được đặc trưng bởi các bước đo được, bao gồm cả “nam nhi” và “yếu đuối”, thuộc loại vật chất tối lạnh. Nếu chúng ta có thể ghép nó lại với nhau đủ nhiều, chúng ta sẽ biết đạo cụ không gian được làm từ gì.

Nhưng nếu không phải neutrino, thì hạt trung tính nào có nguồn gốc phi hadron có khối lượng đáng kể và có thể bay chậm đến mức ảnh hưởng đến các ngôi sao và thiên hà? Đáng buồn thay, những thứ này đang bị thiếu hụt trong Mô hình Tiêu chuẩn. Ngoài neutrino, “machos” và “Wimps”, axion còn được cho là vật chất tối, và theo một số nhà lý thuyết, có lý do chính đáng. Hạt có khối lượng lớn này được đưa vào sắc động lực học lượng tử (lý thuyết về tương tác mạnh), nhưng vẫn chưa được phát hiện bằng thực nghiệm. Hiện tại, việc tìm kiếm khối lượng ẩn trong Vũ trụ đã đi vào ngõ cụt.

Đã đến lúc yêu cầu LHC giúp đỡ. Có lẽ những mảnh va chạm ở máy gia tốc sẽ chứa đựng câu trả lời cho bí ẩn về vật chất tối lạnh. Đầu tiên trong danh sách ứng cử viên là các đối tác siêu đối xứng nhẹ nhất: neutralinos, charginos, gluinos, photonos, squarks, sleepons và một số đối tượng khác. Nếu khối lượng của chúng (tính theo đơn vị năng lượng) không khác nhiều so với một teraelectronvolt, thì sẽ không khó để nhận ra chúng bởi sự phân rã đặc trưng xuất hiện trong nhiệt lượng kế và hệ thống theo dõi.

Nhưng nếu vật chất tối là bí ẩn duy nhất của vũ trụ thì các nhà vật lý sẽ cắn lưỡi, khoanh tay và ngồi im lặng chờ đợi LHC hoặc một số thiết bị khác tạo ra kết quả phù hợp. Nó giống như đăng một quảng cáo việc làm và bình tĩnh chờ đợi một chuyên gia có trình độ đến phỏng vấn. Tuy nhiên, một loại hạt cứng hơn đã xuất hiện ở đường chân trời, vốn đã gây rắc rối cho các nhà khoa học. Chúng ta đang nói về năng lượng tối. Họ không những không biết chính xác những gì đang bị giấu kín mà còn không biết phải tìm ở đâu.

Lần đầu tiên cộng đồng khoa học đối mặt với năng lượng tối vào năm 1998. Sau đó là hai nhóm nhà thiên văn học - một nhóm nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Quốc gia. Lawrence Berkeley dưới sự lãnh đạo của Saul Perlmutter và các nhà quan sát tại Đài thiên văn Mount Stromlo (bao gồm Adam Riess, Robert Kirschner và Brian Schmidt) đã công bố một tin tức đáng kinh ngạc về sự giãn nở của Vũ trụ. Để theo dõi vũ trụ giãn nở như thế nào trong quá khứ, các nhà nghiên cứu đã đo khoảng cách đến siêu tân tinh ở các thiên hà xa xôi. Bằng cách vẽ những khoảng cách này trên một biểu đồ theo vận tốc của các thiên hà, được tìm thấy từ sự dịch chuyển Doppler của các vạch quang phổ, các nhà thiên văn học có thể xác định tham số Hubble, đặc trưng cho tốc độ rút lui, đã thay đổi như thế nào trong hàng tỷ năm.

Các ngôi sao được sử dụng trong quan sát, được gọi là siêu tân tinh loại 1a, có một đặc tính đáng chú ý: một số mẫu nhất định có thể được theo dõi dựa trên cường độ năng lượng phát ra từ chúng trong vụ nổ. Nhờ hành vi có thể dự đoán được này, các nhóm được đề cập đã có thể tính toán khoảng cách đến các ngôi sao bằng cách so sánh độ sáng quan sát được với một giá trị đã biết. Nói cách khác, các nhà thiên văn học đã có một loại roulette mà họ có thể “tiếp cận” những ngôi sao cách chúng ta hàng tỷ năm ánh sáng, tức là những ngôi sao đã phát nổ từ lâu trong quá khứ.

Một vật thể thiên văn có độ sáng tuyệt đối đã biết được gọi là ngọn nến tiêu chuẩn. Khi chúng ta lái ô tô vào ban đêm và nhìn vào những ngọn đèn bên đường, chúng ta có thể ước tính khoảng cách đến một chiếc đèn cụ thể bằng cách xem nó sáng hay mờ đối với chúng ta. Tất nhiên, nếu chúng ta giả định rằng tất cả chúng đều tạo ra sức mạnh như nhau. Nếu một tia sáng lóe lên chiếu vào mắt bạn khi bạn đang đi dạo ban đêm, rất có thể bạn sẽ quyết định rằng nguồn phát của nó ở gần bạn. Và về ánh sáng khó nhìn thấy, bạn không thể không nghĩ rằng nó ở một nơi nào đó rất xa. Nói tóm lại, chúng ta thường đánh giá khoảng cách bằng độ sáng biểu kiến ​​của nguồn sáng. Tương tự như vậy, các nhà thiên văn học, sau khi chấp nhận một vật thể, chẳng hạn như siêu tân tinh loại 1a, làm một cây nến tiêu chuẩn, họ gần như có sẵn công cụ duy nhất để đo khoảng cách lớn.

Nhóm nghiên cứu của Perlmutger, đơn vị thực hiện dự án SCP (Vũ trụ siêu tân tinh), có liên quan trực tiếp đến vật lý hạt. Hãy bắt đầu với thực tế là chương trình này, giống như nghiên cứu về bức xạ nền vi sóng vũ trụ trên vệ tinh COBE, chương trình đã mang lại cho George Smoot giải thưởng Nobel, tiếp tục truyền thống của phòng thí nghiệm Lawrence. Cách nhìn bao quát như vậy hoàn toàn phù hợp với tinh thần của người đứng đầu Red Lab, người tìm kiếm sự kết nối ở khắp mọi nơi và cố gắng áp dụng các phương pháp của lĩnh vực khoa học này sang lĩnh vực khoa học khác. Ngoài ra, một trong những người khởi xướng dự án SCP, Gerson Goldhaber, đã được công nhận rộng rãi tại Phòng thí nghiệm Cavendish dưới thời Rutherford và Chadwick, và sau đó giữ chức vụ giám đốc Phòng thí nghiệm Quốc gia Brookhaven trong nhiều năm. Chúng ta có thể nói rằng vũ trụ học và vật lý hạt - những ngành khoa học lớn nhất và nhỏ nhất - từ lâu đã có liên quan với nhau.

Khi chương trình SCP bắt đầu, những người tham gia hy vọng rằng bằng cách lấy siêu tân tinh làm nến tiêu chuẩn, họ sẽ bị thuyết phục về chậm lại Vũ trụ. Dường như, về bản chất, lực hấp dẫn có xu hướng trì hoãn sự rút lui của bất kỳ hệ vật thể khối lượng nào đang chuyển động ra xa nhau. Nói một cách đơn giản, những gì được ném lên sẽ rơi xuống, hoặc ít nhất là chậm lại. Do đó, các nhà vũ trụ học đã thấy trước ba con đường tiến hóa vũ trụ có thể xảy ra. Tùy thuộc vào mối quan hệ giữa mật độ trung bình và tới hạn của Vũ trụ, nó chậm lại khá nhanh và sự giãn nở được thay thế bằng sự nén, hoặc nó không chậm lại nhiều và không đạt đến điểm dừng, hoặc, nếu cả hai mật độ bằng nhau thì nó vẫn ở trạng thái biên và cũng giãn nở trong thời gian dài vô tận.

Cả ba kịch bản đều bắt đầu bằng một Vụ nổ lớn thông thường. Nếu Vũ trụ đủ dày đặc, nó sẽ dần dần chậm lại và cuối cùng, sau hàng tỷ năm, sự giãn nở nhường chỗ cho sự nén lại. Mọi thứ tồn tại cuối cùng đều được nghiền trong Máy xay thịt lớn. Nếu mật độ dưới giá trị tới hạn, thì sự giãn nở của Vũ trụ tiếp tục, chậm lại, vô thời hạn - vũ trụ vượt qua khoảng cách thông qua lực, giống như một vận động viên chạy kiệt sức. Dù sự giãn nở của các thiên hà ngày càng chậm chạp nhưng chúng sẽ không bao giờ có đủ dũng khí để chạy về phía nhau. Sự thay thế này đôi khi được gọi là Big Moan. Khả năng thứ ba: mật độ trung bình chính xác bằng mật độ tới hạn. Trong trường hợp này, Vũ trụ đang chậm lại và cứ như vậy, nó sắp bắt đầu co lại, nhưng điều này không xảy ra. Cô ấy, giống như một người đi trên dây có kinh nghiệm, dễ dàng giữ thăng bằng.

Perlmutter và nhân viên của ông dự kiến ​​sẽ thấy một trong ba lựa chọn này. Tuy nhiên, các quan sát siêu tân tinh mâu thuẫn với các mô hình đã biết. Từ đồ thị tốc độ theo khoảng cách, có thể thấy rằng quá trình giãn nở không hề chậm lại chút nào. Hơn nữa, nó tăng tốc. Như thể có thứ gì đó đã khiến trọng lực nhầm lẫn bàn đạp phanh với ga. Nhưng không có chất nào được biết đến có thể bị nghi ngờ trong các máy móc này. Nhà lý thuyết Michael Turner thuộc Đại học Chicago gọi là năng lượng tối thành phần bất thường.

Mặc dù năng lượng tối không kém phần bí ẩn so với vật chất tối nhưng tính chất của chúng có rất ít điểm chung. Vật chất tối tạo ra lực hấp dẫn giống như vật chất thông thường, nhưng năng lượng tối hoạt động như một loại “phản hấp dẫn”, khiến các vật thể bay ra xa nhau với gia tốc. Nếu vật chất tối có mặt tại một bữa tiệc, nó sẽ giới thiệu các vị khách với nhau và lôi kéo họ vào cuộc vui chung. Ngược lại, năng lượng tối thích hoạt động trong lực lượng đặc biệt, đàn áp các cuộc bạo loạn trên đường phố. Trên thực tế, nếu vũ trụ chứa quá nhiều năng lượng tối, Vũ trụ sẽ đi theo con đường định mệnh kết thúc bằng Big Rip - nó sẽ đơn giản bị thổi bay thành từng mảnh vụn.

Liên quan đến năng lượng tối, các nhà vật lý đang nói về việc đưa hằng số vũ trụ trở lại thuyết tương đối rộng, điều mà Einstein từng từ bỏ. Mặc dù thuật ngữ mô tả phản hấp dẫn (thuật ngữ lambda) giải quyết được vấn đề mà không tốn nhiều công sức, nhưng sẽ tốt hơn nếu biện minh cho nó từ quan điểm vật lý. Các nhà vật lý rất miễn cưỡng trong việc thêm các thuật ngữ mới vào các lý thuyết mạch lạc trừ khi có một số điều kiện tiên quyết cơ bản cho việc này. Nói cách khác, hằng số vũ trụ sẽ phải tìm được một chỗ đứng trong lý thuyết trường. Tuy nhiên, các lý thuyết trường hiện đại cung cấp một lượng năng lượng chân không không thể tưởng tượng được. Để có được giá trị thực tế từ nó, nó cần phải giảm xuống gần như bằng 0 (nghĩa là gần như không chính xác). Gia tốc vũ trụ được phát hiện và đo bằng thực nghiệm đặt ra một câu đố phức tạp cho các nhà khoa học.

Hơn nữa, nếu năng lượng tối không đổi trong thời gian và không gian thì ảnh hưởng của nó không bao giờ suy giảm. Khi lực hấp dẫn nhường chỗ cho năng lượng tối theo thời gian, Vũ trụ đang tiến gần hơn đến một Vết rách lớn. Trước khi chấp nhận một kết cục nghiệt ngã như vậy, hầu hết các nhà lý thuyết đều thích suy ngẫm và tìm ra điều gì đó tốt đẹp hơn.

Nhà lý thuyết Paul Steinhardt của Princeton, cũng như Robert Caldwell và Rahul Dave, đã đề xuất một phương pháp độc đáo để mô hình hóa năng lượng tối. Họ đã giới thiệu một loại vật chất mới gọi là tinh hoa. Tinh hoa là một chất giả thuyết, thay vì khiến các vật thể kết tụ lại với nhau (giống như vật chất thông thường, đóng vai trò là nguồn hấp dẫn), lại đẩy chúng ra xa nhau (giống như Samson hùng mạnh của các cột của ngôi đền Philistine). Thuật ngữ chỉ chất này được lấy từ triết học cổ đại, trong đó tinh hoa (“tinh chất thứ năm”) tiếp nối chuỗi tứ đại của Empedocles. Sự khác biệt giữa hằng số vũ trụ và tinh hoa là thế này: trong khi hằng số thứ nhất đứng vững tại chỗ, thì hằng số thứ hai giống như chất dẻo dễ uốn - nó có thể thay đổi từ nơi này sang nơi khác và từ thời đại này sang thời đại khác.

Các quan sát bức xạ nền vi sóng vũ trụ từ vệ tinh WMAP cho thấy không gian chứa đầy hỗn hợp năng lượng tối, vật chất tối và vật chất nhìn thấy (theo thứ tự đó). Nhưng những hình ảnh từ tàu thăm dò vẫn im lặng về thành phần nào được sử dụng để tạo ra loại cocktail đen đôi.

Các nhà vật lý hy vọng rằng LHC sẽ giúp vén lên bức màn bí mật về bản chất của năng lượng tối và vật chất tối. Ví dụ, nếu tinh chất được phát hiện tại máy va chạm lớn nhất, điều đó có nghĩa là một cuộc cách mạng trong vũ trụ học và sẽ thay đổi hoàn toàn hiểu biết của chúng ta về vật chất, năng lượng và Vũ trụ. Hãy tự mình phán xét, nhờ khám phá này mà chúng ta sẽ biết được tương lai nào đang chờ đợi vạn vật.

Các giả thuyết không chỉ giới hạn ở việc thêm thuật ngữ lambda và đưa ra một chất bất thường. Theo một số nhà lý thuyết, đã đến lúc phải xem xét lại lý thuyết về lực hấp dẫn. Có lẽ lực hấp dẫn biểu hiện khác nhau ở các quy mô khác nhau: trong các hệ hành tinh, chúng hành xử theo một cách, nhưng trong phạm vi thiên hà, chúng hành xử khác nhau? Liệu có thể xảy ra trường hợp thuyết tương đối rộng của Einstein, mà theo chúng tôi có vẻ đúng, sẽ phải được thay thế bằng một lý thuyết khác ở những khoảng cách rất xa? Như Rubin đã từng nói, “Có vẻ như cho đến khi chúng ta biết lực hấp dẫn là gì, chúng ta sẽ không biết vật chất tối là gì.”87

Các lý thuyết sáng tạo về lực hấp dẫn đề xuất những thay đổi căn bản trong cơ chế và phạm vi hoạt động của nó. Những người ủng hộ các lý thuyết này lập luận rằng một số đặc tính của nó nhận được lời giải thích tự nhiên nếu chúng ta cho rằng lực hấp dẫn thâm nhập vào các chiều bổ sung ẩn giấu, nơi việc tiếp cận các dạng vật chất và năng lượng khác bị cấm. Khi đó vùng tối của Vũ trụ có thể là bóng của những quả cầu cao hơn.

Đáng chú ý là các lý thuyết kỳ lạ riêng lẻ thuộc loại này, cho dù chúng có vẻ kỳ lạ đến đâu, đều có thể được kiểm tra tại LHC. Lò nóng biến đổi năng lượng cao không chỉ có thể mang lại sự sống cho những hạt chưa từng có mà còn khám phá ra những chiều không gian mới. Ai biết được những bí mật lâu đời nào của thiên nhiên sẽ bị vén màn bởi sức mạnh chưa từng có của LHC...

Đối với vật chất tối, qua những lời nói thông thường mà bạn nói về nó, có thể thấy rõ rằng bạn không biết gì về nó. Trong khi đó, sự hiện diện của nó được phát hiện nhờ quan sát thiên văn trực tiếp. Đọc “The Tale of Dark Matter”, có thể sau này bạn sẽ tôn trọng chủ đề này hơn.

Vadim Berezhnoy 14/07/2016 07:51 Báo cáo vi phạm

Các nhà vật lý không nhất trí về vật chất tối. Đây là một trong những giả thuyết, rất có thể là sai lầm và xa vời. Có một danh sách các vấn đề gây tranh cãi và chưa được giải quyết trong vật lý (và các ngành khoa học khác) trên Internet, và danh sách này thật ấn tượng.

Bogokhulov 14/07/2016 08:38 Báo cáo vi phạm

Vật chất tối là gì? Nó có liên quan đến siêu đối xứng không? Hiện tượng vật chất tối có liên quan đến một dạng vật chất nào đó hay nó thực sự là một sự mở rộng của lực hấp dẫn?
Đây là những gì vật lý nghiêm túc nói.

Bogokhulov 14/07/2016 10:17 Báo cáo vi phạm

Một lần nữa tôi giải thích về vật chất tối. Tất cả các vật thể vật chất (hành tinh, ngôi sao, sự tích tụ của bụi và khí) đều chịu ảnh hưởng của trọng lực. Định luật vạn vật hấp dẫn được biểu diễn bằng toán học bằng công thức F=g*M*m/r*r, trong đó * là dấu nhân số học, dấu gạch chéo lên / là dấu chia, M và m là khối lượng của ngôi sao và hành tinh của nó, F là lực hấp dẫn, g là hằng số lực hấp dẫn. Vì vậy, trong Hệ Mặt trời, mọi vật thể đều chuyển động theo đúng công thức hấp dẫn và định luật Kepler được quan sát với độ chính xác cao và không có vật chất tối trong Hệ Mặt trời. Nhưng trong khối lượng rộng lớn của Thiên hà, khi nghiên cứu chuyển động của các ngôi sao trên quỹ đạo xung quanh trung tâm của nó, hóa ra tốc độ chuyển động của chúng là do sự hiện diện của một khối lượng khổng lồ của một số chất vô hình không phát ra bất cứ thứ gì. Có một hiệu ứng khác - thấu kính hấp dẫn, khi một chùm ánh sáng bị lệch khỏi chuyển động thẳng của nó bởi một khối vật chất khổng lồ nào đó. Đây là vật chất tối và sự hiện diện của nó là một sự thật đã được chứng minh chắc chắn, mặc dù thực tế là cấu trúc và thành phần của nó, tức là. Khoa học hiện đại chưa biết nó bao gồm những gì. Tôi cảm thấy như bạn chưa đọc bất cứ điều gì về vấn đề này. Ví dụ, hãy xem trang web “Elements” ở liên kết Tóm lại, có rất nhiều tài liệu về vật chất tối.

Vadim Berezhnoy 14/07/2016 13:12 Báo cáo vi phạm

Tất cả những điều này đều quen thuộc với tôi, và những lời chỉ trích về vật chất tối cũng quen thuộc, và tôi đã cung cấp nó cho bạn. Nhân tiện, bản chất của lực hấp dẫn, giống như bản chất của vật chất tối, vẫn còn trong tình trạng lấp lửng, các nhà khoa học vẫn đang đối đầu, nhưng mọi thứ đã rõ ràng với bạn.

Bogokhulov 14/07/2016 13:44 Báo cáo vi phạm

Sự thật đối với tôi rất rõ ràng, trên cơ sở đó đưa ra kết luận về sự hiện diện của một vật thể vật chất nhất định mà bản chất của nó mà mọi người chưa biết đến. Đối với tôi, có vẻ như bạn đang hiểu lầm tôi. Những gì tôi đang viết ở đây không hoàn toàn rõ ràng đối với bạn. Nhưng tôi không cảm thấy bị xúc phạm. Mọi người thường hiểu lầm nhau theo nhiều cách. Hôm nay có một vụ tấn công khủng bố khủng khiếp ở Nice... Tại sao? Ai nói?

Vadim Berezhnoy 15/07/2016 09:09 Báo cáo vi phạm

Thật vậy, có những sự thật mà trên cơ sở đó một số nhà vật lý đã kết luận rằng có một thứ gì đó là vật chất nhưng không thể quan sát được và gọi nó là vật chất tối. Những người khác lại nói, "Hiện tượng vật chất tối có liên quan đến một dạng vật chất nào đó hay nó thực sự là một sự mở rộng của lực hấp dẫn?" Nghĩa là, bản thân lực hấp dẫn vẫn chưa được hiểu đầy đủ; một dạng giãn nở nào đó được cho là do nó gây ra.

Bogokhulov 16/07/2016 00:34 Báo cáo vi phạm

Sự giãn nở trọng lực là chuyện nhảm nhí. Rõ ràng, bạn là một nhà nhân văn; những ngành khoa học như vật lý, hóa học, thiên văn học và các kỹ thuật thí nghiệm vật lý đều chưa được biết đến, đó là lý do tại sao bạn lặp lại sau một người không hoàn toàn thích hợp những từ vô nghĩa “sự giãn nở của trọng lực”. .

Vadim Berezhnoy 17/07/2016 22:39 Báo cáo vi phạm

Tôi có bằng cấp cao hơn về kỹ thuật điện. Tôi đã nói với bạn rằng bản chất của lực hấp dẫn không rõ ràng đối với khoa học, rằng có một danh sách ấn tượng về các vấn đề gây tranh cãi và chưa được giải quyết trong vật lý và các ngành khoa học khác (nó có sẵn trên Internet). Ở đó họ đề cập đến sự giãn nở của trọng lực.

Bogokhulov 17/07/2016 22:55 Báo cáo vi phạm

Sẽ luôn có những vấn đề gây tranh cãi trong khoa học. "Electron cũng vô tận như nguyên tử." Tuy nhiên, những sự thật vật lý ngày càng trở nên rõ ràng hơn nhờ những tiến bộ về lý thuyết và thực nghiệm. Một khái niệm như spin của electron thú vị hơn nhiều so với “sự giãn nở của lực hấp dẫn”. Người thốt lên về sự giãn nở của nó thực sự không hiểu định luật vạn vật hấp dẫn. Theo tôi, Vụ nổ lớn cũng chỉ là hư cấu, giống như “sự giãn nở của lực hấp dẫn”.

Vadim Berezhnoy 18/07/2016 05:15 Báo cáo vi phạm

Vadim, trên Internet có một bài viết của A. L. Alyushin:
TRỌNG LỰC NHƯ HẬU QUẢ CỦA VIỆC MỞ RỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA CÁC CƠ THỂ CÓ TRỌNG LƯỢNG.

Bogokhulov 18/07/2016 10:31 Báo cáo vi phạm

Tôi không thể không làm rõ.
Tất nhiên, không phải lực hấp dẫn đang giãn nở mà chính Vũ trụ đang giãn nở.
Sóng hấp dẫn đã được phát hiện (gần đây) (và sự tồn tại của chúng đã được xác nhận lại và bạn có thể dễ dàng đọc về chúng trên Wikipedia và các nơi khác).
Đối với vật chất tối, nó bị hấp dẫn bởi các thiên hà chứa vật chất nhìn thấy thông thường và do đó tập trung chủ yếu ở gần và bên trong chúng.
Các thiên hà của vật chất nhìn thấy được đang phân tán, và phần chính của vật chất tối liên quan đến chúng cũng đang phân tán theo cách tương tự. Kiến thức và trực giác khoa học của tôi (tôi không nhớ chi tiết và tài liệu tham khảo) cho thấy rằng tất cả vật chất tối đều là một. toàn bộ đang phân tán.
Có những bằng chứng thuyết phục khác về Vụ nổ lớn.

Gennady Pilny 18/07/2016 17:57 Báo cáo vi phạm

Với lòng kính trọng và biết ơn,

Gennady Pilny 18/07/2016 18:24 Báo cáo vi phạm

Tôi đọc bài viết này của Alyushin. Cái gọi là giả thuyết của ông không đứng vững trước những lời chỉ trích. Và nói chung, anh ta hiểu kém về các thực thể vật lý cơ bản. Ví dụ, ông viết (tôi trích dẫn): “Sự vắng mặt, mặc dù đã tích cực tìm kiếm, dấu vết về sự tồn tại của trường hấp dẫn…”, điều này cho thấy rằng ông không hiểu bản chất của một dạng vật chất như trường . Từ thời thơ ấu, chúng ta đã biết rằng trường là một vùng không gian tại mỗi điểm trong đó có một lực nhất định tác dụng, đặc biệt là lực hấp dẫn, tức là lực hấp dẫn. lực hấp dẫn giữa một vật có khối lượng với một vật khác cũng có khối lượng. Điều này đã được chứng minh bằng toán học bởi thiên tài vĩ đại người Anh Isaac Newton vào năm 1687. Alushin không biết điều này, không hiểu, xét theo câu trích dẫn trên. Anh ta cũng không hiểu rằng lực hấp dẫn giảm tỷ lệ với bình phương khoảng cách giữa các khối lượng tương tác với nhau đến một giá trị vô cùng nhỏ. Alushin viết: “Lực hấp dẫn của bất kỳ vật thể nào có thể kéo dài đến khoảng cách xa vô tận và mọi vật thể vật chất đều hoàn toàn có khả năng thấm qua lực này”. Điều này thật nhảm nhí! Vì vậy chúng ta phải bác bỏ người đưa ra giả thuyết này và không tính đến tất cả những suy đoán bằng lời nói của anh ta.

Vadim Berezhnoy 18/07/2016 20:28 Báo cáo vi phạm

Alyushin không hoàn hảo, nhưng anh ấy có một loại bộ đàm nào đó. Nhưng tôi không chấp nhận các nhà toán học, vật lý học Einstein và những người khác. Nikon Tesla đã quản lý ngay cả khi không cần toán học cao hơn nhưng đã đạt được kết quả.
Trên Internet cũng có V. A. Atsyukovsky: “Giả thuyết động lực học thanh khiết về lực hấp dẫn và sự giãn nở của Trái đất”.

Bogokhulov 19/07/2016 00:03 Báo cáo vi phạm

Tôi đã ghi lại tất cả Atsyukovsky trên đĩa. Nikola Tesla là một nhà thí nghiệm xuất sắc. Anh ấy có sự hiểu biết sâu sắc đến lạ thường về bản chất vật lý của điện. Toàn bộ nền văn minh kỹ thuật hiện đại nhận được động lực cách mạng nhờ các công trình và phát minh của Nikola Tesla. Einstein là một nhà vật lý lý thuyết, và các nhà lý thuyết giải các phương trình vi phân giỏi hơn gấp ngàn lần so với những người bình thường không trưởng thành trong những năm sinh viên. Chúng ta có rất ít giáo viên thông minh. Tâm trí của một chàng trai trẻ không phải là một chiếc bình để đổ đầy mà là một ngọn đuốc cần được thắp sáng. Nhưng những người cầm đuốc tạo ra thiên tài như vậy thì rất hiếm. Và đây chính là nghịch lý của các tỷ phú: họ nhanh chóng nắm bắt được trí tuệ khoa học của người khác nhưng lại không muốn trau dồi trí tuệ khoa học của mình. Nếu bạn có thể mua nó thì sao?

Vadim Berezhnoy 19/07/2016 06:24 Báo cáo vi phạm

Vadim thân mến!
Theo những gì tôi biết, thấu kính hấp dẫn được tạo ra bởi vật chất tối có liên kết hấp dẫn (vì chúng hút lẫn nhau) với các thiên hà và vật chất bình thường, nhìn thấy được.
Thật vậy, không chỉ các thiên hà nhìn thấy được đang tán xạ - và (rất có thể) vật chất tối có liên kết với chúng.
Tức là toàn bộ Vũ trụ giãn nở sau Vụ nổ lớn.
Và sóng hấp dẫn được các nhà khoa học phát hiện là sóng của chính kết cấu không-thời gian của Vũ trụ của chúng ta.
Nghĩa là, ngay cả khi ở xa khối lượng vật chất của các vật thể nặng, thời gian vẫn có thể chảy, trôi qua và bản thân cấu trúc của nó có thể bị xáo trộn.
Thời gian của Vũ trụ của chúng ta nảy sinh cùng với Vũ trụ và chỉ vốn có của nó, chứa đựng bên trong nó.
Và ở những phần khác nhau, quỹ tích của Vũ trụ (và thậm chí trong các vật thể chuyển động với tốc độ và gia tốc khác nhau cũng như cường độ khác nhau của trường hấp dẫn) thời gian không chảy theo cùng một cách, tức là người tạo ra STR và GTR A. Einstein nói chung là đúng trong các công thức toán học của tất cả điều này.
Các vũ trụ khác, thế giới song song đều có thời đại riêng.

Alina Chernikova 19/07/2016 17:41 Báo cáo vi phạm

Bạn nói đúng, Alina!
Toàn bộ Vũ trụ của chúng ta là một và vật chất tối bay đi cùng với vật chất thông thường.
Tất nhiên, vật chất tối phân bố rất không đồng đều trong Vũ trụ và tương tác hấp dẫn với vật chất nhìn thấy được.
Nhưng năng lượng tối được phân bổ đồng đều hơn nhiều, và chính nhờ đặc tính phản trọng lực bí ẩn của nó mà Vũ trụ của chúng ta đang giãn nở với tốc độ ngày càng nhanh.

Alena Korgambaeva 19/07/2016 18:41 Báo cáo vi phạm

Cảm ơn các ngài thân mến vì những nhận xét và sự quan tâm của các ngài đối với chủ đề được nêu ra. Tôi không phải là chuyên gia về những vấn đề này, nhưng tôi đã cố gắng trình bày những gì bản thân tôi hiểu được khi đọc văn học đại chúng. Nếu không được đào tạo toán học nghiêm túc, không vận hành các sự kiện sau khi làm quen với chúng trên các tạp chí khoa học được công nhận, chúng ta không được phép đi sâu vào chủ đề này.

Vadim Berezhnoy 20/07/2016 06:27 Báo cáo vi phạm

Cảm ơn bạn, Vadim!
Và gửi đến kẻ phản đạo hiếu chiến của tôi, kẻ nhân bản chống lại Chúa, kẻ thích thô lỗ với nhiều tác giả và người đối thoại xa lạ với hắn - kẻ thích nhổ nước bọt một cách thích thú hơn vào tâm hồn của những tín đồ và những người chỉ đơn giản thừa nhận sự tồn tại của Chúa, tôi sẽ trả lời anh ta thế này:
Có lẽ bạn sẽ tìm ra nó nếu bạn đi đúng hướng.
Nhưng cho đến nay, người ta chỉ chú ý đến sự tiến bộ nghiệp dư của bạn đối với sự giả dối, đối với sự lừa dối của nhiều Alyushins khác nhau.
Alushin viết (trích lời Vadim đáng kính): “Sự vắng mặt, mặc dù đã tích cực tìm kiếm, dấu vết về sự tồn tại của trường hấp dẫn…”, điều này cho thấy rằng anh ta không hiểu bản chất của một dạng vật chất như một trường.

Ý kiến ​​khiêm tốn chân thành của tôi:
Và có một trường hấp dẫn và dấu vết của nó đã thực sự được phát hiện một cách khách quan, ít nhất là các sóng hấp dẫn tương tự.
Và sóng hấp dẫn và những dấu hiệu rõ ràng khác của trường hấp dẫn.
Tôi nghĩ Alushin đã sai, không chỉ về mặt này mà Vadim và các quý cô cũng đúng.
Cảm ơn Vadim, Alina, Alena và Tatyana thân yêu! :)

Sớm hay muộn thế giới của chúng ta sẽ không còn tồn tại. Giống như nó từng xuất hiện từ một hạt nhỏ hơn nguyên tử. Các nhà khoa học đã không nghi ngờ gì về điều này trong một thời gian dài. Tuy nhiên, nếu trước đây lý thuyết thống trị cho rằng cái chết của Vũ trụ sẽ xảy ra do sự giãn nở tăng tốc nhanh chóng của nó và do đó, hậu quả là “cái chết nhiệt” không thể tránh khỏi, thì với việc phát hiện ra vật chất tối, quan điểm này đã thay đổi.

thế lực đen tối của vũ trụ

Các chuyên gia cho rằng toàn bộ vũ trụ rộng lớn có thể bị diệt vong do sự sụp đổ của nó, bị hút vào một lỗ đen khổng lồ nào đó, vốn là một phần của “vật chất tối” bí ẩn.

Ở độ sâu lạnh lẽo của không gian, hai thế lực không thể hòa giải đã xảy ra chiến tranh kể từ khi thế giới được tạo ra - năng lượng tối và vật chất tối. Nếu cái thứ nhất đảm bảo sự giãn nở của Vũ trụ, thì ngược lại, cái thứ hai lại cố gắng kéo nó vào trong chính nó, nén nó vào quên lãng. Cuộc đối đầu này đang diễn ra với mức độ thành công khác nhau. Sự chiến thắng của một trong các lực lượng trước lực lượng kia, sự phá vỡ sự cân bằng của vũ trụ, đều tai hại không kém đối với vạn vật.

Einstein cũng cho rằng trong không gian có nhiều vật chất hơn những gì chúng ta có thể nhìn thấy. Trong lịch sử khoa học, đã có những tình huống chuyển động của các thiên thể không tuân theo các định luật cơ học thiên thể. Theo quy luật, sự sai lệch bí ẩn so với quỹ đạo này được giải thích là do sự tồn tại của một vật thể vật chất chưa xác định (hoặc một số vật thể). Đây là cách hành tinh Sao Hải Vương và ngôi sao Sirius B được phát hiện.

KẸP KHÔNG GIAN

Năm 1922, các nhà thiên văn học James Jime và Jacobus Kapteyn nghiên cứu chuyển động của các ngôi sao trong Thiên hà của chúng ta và kết luận rằng hầu hết vật chất trong Thiên hà là vô hình; Trong những tác phẩm này, thuật ngữ “vật chất tối” lần đầu tiên xuất hiện, nhưng nó không hoàn toàn tương ứng với ý nghĩa hiện tại của khái niệm này.

Các nhà thiên văn học từ lâu đã biết đến hiện tượng Vũ trụ giãn nở ngày càng nhanh. Bằng cách quan sát khoảng cách giữa các thiên hà với nhau, họ nhận thấy tốc độ này ngày càng tăng. Năng lượng đẩy không gian theo mọi hướng, giống như không khí trong khinh khí cầu, được gọi là “bóng tối”. Năng lượng này đẩy các thiên hà ra xa nhau, nó tác dụng chống lại lực hấp dẫn.

Nhưng hóa ra sức mạnh của cô không phải là vô hạn. Ngoài ra còn có một loại “keo” vũ trụ giúp các thiên hà không bị tách ra xa nhau. Và khối lượng của “chất keo” này vượt quá đáng kể khối lượng của Vũ trụ nhìn thấy được. Lực khổng lồ không rõ nguồn gốc này được gọi là vật chất tối. Bất chấp cái tên đầy đe dọa, cái sau không phải là một cái ác tuyệt đối. Đó là tất cả về sự cân bằng mong manh của các lực vũ trụ mà dựa vào đó sự tồn tại của thế giới dường như không thể lay chuyển của chúng ta.

Kết luận về sự tồn tại của vật chất bí ẩn, không thể nhìn thấy được, không được ghi lại bởi bất kỳ thiết bị nào, nhưng sự tồn tại của nó có thể được coi là đã được chứng minh, được đưa ra trên cơ sở vi phạm định luật hấp dẫn của Vũ trụ. Ít nhất là như chúng ta biết về họ. Người ta nhận thấy rằng các ngôi sao trong các thiên hà xoắn ốc như của chúng ta có tốc độ quay khá cao và theo mọi định luật, với chuyển động nhanh như vậy, chúng chỉ cần bay vào không gian giữa các thiên hà dưới tác dụng của lực ly tâm, nhưng chúng không làm được điều này. Chúng được giữ bởi một lực hấp dẫn rất mạnh nào đó mà khoa học hiện đại không thể ghi nhận hoặc nắm bắt được. Điều này khiến các nhà khoa học phải suy nghĩ.

CUỘC ĐẤU TRANH VĨ ĐẠI

Nếu những “niềng răng” tối khó nắm bắt này, nhưng có lực hấp dẫn vượt trội so với tất cả các vật thể vũ trụ nhìn thấy được, không tồn tại, thì sau một thời gian dài, tốc độ giãn nở của Vũ trụ dưới ảnh hưởng của năng lượng tối sẽ đạt tới giới hạn mà tại đó sự đứt gãy của sự liên tục không-thời gian sẽ xảy ra. Không gian sẽ hủy diệt và Vũ trụ sẽ không còn tồn tại. Tuy nhiên, điều này vẫn chưa xảy ra.

Các nhà vật lý thiên văn đã phát hiện ra rằng khoảng 7 tỷ năm trước, lực hấp dẫn (chủ yếu là vật chất tối) và năng lượng tối ở trạng thái cân bằng. Nhưng Vũ trụ giãn nở, mật độ giảm và sức mạnh của năng lượng tối tăng lên. Kể từ đó nó đã thống trị Vũ trụ của chúng ta. Hiện các nhà khoa học đang cố gắng tìm hiểu xem liệu quá trình này có bao giờ kết thúc hay không.

Ngày nay người ta đã biết rằng Vũ trụ chỉ bao gồm 4,9% vật chất thông thường - vật chất baryonic, tạo nên thế giới của chúng ta. Hầu hết (74%) toàn bộ vũ trụ được tạo thành từ năng lượng tối bí ẩn và 26,8% khối lượng trong vũ trụ được tạo thành từ các hạt thách thức vật lý, khó phát hiện được gọi là vật chất tối.

Cho đến nay, trong cuộc đấu tranh vĩnh cửu không thể hòa giải giữa vật chất tối và năng lượng tối, bên nào đang thắng. Họ trông giống như hai đô vật ở các hạng cân khác nhau. Nhưng điều này không có nghĩa là cuộc chiến là một kết cục được định trước. Các thiên hà sẽ tiếp tục phân tán. Nhưng quá trình này sẽ mất bao lâu? Theo giả thuyết mới nhất, vật chất tối chỉ là một biểu hiện của vật lý hố đen.

LỖ ĐEN CÓ RẤT NHIỀU VẬT CHẤT TỐI?

Lỗ đen là vật thể có khối lượng lớn và mạnh nhất trong Vũ trụ được biết đến. Chúng bẻ cong không-thời gian mạnh đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát khỏi ranh giới của chúng. Vì vậy, cũng giống như vật chất tối, chúng ta không thể nhìn thấy chúng. Lỗ đen là một loại trọng tâm của không gian rộng lớn. Có thể giả định rằng đây là vật chất tối có cấu trúc. Một ví dụ điển hình cho điều này là các lỗ đen siêu lớn sống ở trung tâm các thiên hà. Ví dụ, nhìn vào trung tâm Thiên hà của chúng ta, chúng ta thấy các ngôi sao xung quanh nó tăng tốc như thế nào.

Anne Martin của Đại học Cornell lưu ý rằng điều duy nhất giải thích được sự gia tốc này là một lỗ đen siêu lớn. Chúng ta có thể đánh giá sự tồn tại của vật chất tối cũng như lỗ đen chỉ dựa trên sự tương tác của chúng với các vật thể xung quanh. Vì vậy, chúng ta quan sát tác động của nó trong chuyển động của các thiên hà và các ngôi sao, nhưng chúng ta không nhìn thấy nó một cách trực tiếp; nó không phát ra cũng không hấp thụ ánh sáng. Thật hợp lý khi cho rằng lỗ đen chỉ là những khối vật chất tối.

Liệu một trong những lỗ đen khổng lồ, cuối cùng sẽ nuốt chửng không chỉ không gian xung quanh mà còn cả những họ hàng “holey” kém mạnh mẽ hơn của nó, có thể nuốt chửng toàn bộ Vũ trụ? Câu hỏi về điều này vẫn còn bỏ ngỏ. Theo các nhà khoa học, nếu điều này xảy ra thì không sớm hơn 22 tỷ năm nữa. Thế là đủ cho cuộc đời của chúng ta. Trong khi đó, thế giới xung quanh chúng ta tiếp tục điều hướng giữa Scylla năng lượng tối và Charybdis của vật chất tối. Số phận của Vũ trụ sẽ phụ thuộc vào kết quả cuộc đấu tranh giữa hai thế lực thống trị này trong không gian.

Lời tiên tri của TESLA

Tuy nhiên, có một cách nhìn khác về vấn đề vật chất tối. Có thể tìm thấy một số điểm tương đồng giữa chất bí ẩn này và lý thuyết về ether phổ quát của Nikola Tesla. Theo Einstein, ether không phải là một phạm trù thực sự mà tồn tại do những quan điểm khoa học sai lầm. Đối với Tesla, ether là hiện thực.

Cách đây vài năm, tại một cuộc bán hàng trên đường phố ở New York, một người yêu đồ cổ đã mua cho mình một chiếc mũ bảo hiểm của lính cứu hỏa đã cũ nát theo thời gian. Bên trong nó, dưới lớp lót, có một cuốn sổ cũ. Cuốn sổ mỏng, bìa bị cháy và có mùi mốc. Những tờ giấy ố vàng theo thời gian, phủ đầy mực đã phai màu theo thời gian. Hóa ra, bản thảo này thuộc về nhà phát minh nổi tiếng Nikola Tesla, người sống và làm việc tại Mỹ. Đoạn ghi âm giải thích lý thuyết về ether, trong đó người ta có thể tìm thấy những dấu hiệu không thể nhầm lẫn về việc phát hiện ra vật chất tối khó nắm bắt hàng thập kỷ sau khi ông qua đời.

“ether là gì và tại sao nó lại khó phát hiện đến vậy? - nhà phát minh viết vào bản thảo. - Tôi đã suy nghĩ về câu hỏi này rất lâu và đi đến kết luận sau. Người ta biết rằng chất càng đặc thì tốc độ truyền sóng trong đó càng cao. So sánh tốc độ âm thanh trong không khí với tốc độ ánh sáng, tôi đi đến kết luận rằng mật độ của ether lớn hơn mật độ của không khí vài nghìn lần. Nhưng ether trung hòa về điện nên tương tác rất yếu với thế giới vật chất của chúng ta, hơn nữa mật độ vật chất của thế giới vật chất không đáng kể so với mật độ ether.”

Theo nhà khoa học, không phải ether là thanh tao - mà chính thế giới vật chất của chúng ta mới thanh tao đối với ether. Vì vậy, ông đưa ra một cái nhìn tích cực hơn nhiều về vật chất tối, nhìn thấy trong đó một loại chất nguyên thủy nào đó, cái nôi của Vũ trụ. Nhưng không chỉ. Theo Tesla, với cách tiếp cận khéo léo, người ta có thể thu được nguồn năng lượng vô tận từ vật chất tối của ether, thâm nhập vào các thế giới song song và thậm chí thiết lập liên lạc với những cư dân thông minh của các thiên hà khác. “Tôi nghĩ rằng các ngôi sao, hành tinh và toàn bộ thế giới của chúng ta hình thành từ ether khi, vì lý do nào đó, một phần của nó trở nên ít đậm đặc hơn. Nén thế giới của chúng ta từ mọi phía, ether cố gắng trở lại trạng thái ban đầu và điện tích bên trong bản chất của thế giới vật chất đã ngăn cản điều này. Theo thời gian, mất đi điện tích bên trong, thế giới của chúng ta sẽ bị ether nén lại và biến thành ether. Ether đã rời bỏ ether và sẽ rời đi,” Tesla khẳng định.