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검은 물질이란 무엇입니까? 암흑 이론

차례:

검은 물질이란 무엇입니까? 암흑 이론
검은 물질이란 무엇입니까? 암흑 이론
Anonim

계란이나 닭고기 중 첫 번째는 무엇입니까? 전 세계의 과학자들은이 간단한 질문을 수십 년 동안 고투 해 왔습니다. 우주가 창조 될 당시, 처음에 있었던 일에 대해서도 비슷한 질문이 일어납니다. 그러나이 창조인가, 우주는 주기적인가 무한인가? 우주에서 흑 물질이란 무엇이며 백색과 어떻게 다릅니 까? 우리는 다양한 종교를 제외하고 과학적 관점에서 이러한 질문에 대한 답변에 접근하려고 노력할 것입니다. 지난 몇 년 동안 과학자들은 놀라운 성과를 거둘 수있었습니다. 아마도 역사상 처음으로 이론 물리학 자의 계산은 실험 물리학 자의 계산에 동의했다. 과학계는 수년에 걸쳐 몇 가지 다른 이론을 제시해왔다. 다소 정확하게, 경험적으로, 때로는 준 과학적으로, 이론적으로 계산 된 데이터는 몇 십년 이상 지연된 실험을 통해 확인되었다 (예를 들어, bo 스 보손 (Higgs boson)).

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암흑 물질-검은 에너지

예를 들어 문자열 이론, 빅뱅 이론, 순환 우주 이론, 평행 우주 이론, 수정 뉴턴 역학 (MOND), 고정 우주 F. 호일 이론 등이 있습니다. 그러나 현재 지속적으로 확장하고 진화하는 우주의 이론은 일반적으로 받아 들여지며, 그 이론은 빅뱅의 개념과 상당히 일치합니다. 동시에, 준 시대적으로 (즉, 실험적으로, 그러나 허용 오차가 크고 기존의 마이크로 월드 구조 이론에 근거하여), 우리에게 알려진 모든 미세 입자가 우주 전체 구성의 총 부피의 4.02 %만을 구성한다는 데이터가 얻어졌다. 소위 "baryonic cocktail"또는 baryonic matter입니다. 그러나 우리 우주의 대부분 (95 % 이상)은 계획이 다르고 구성과 속성이 다른 물질입니다. 이것이 소위 흑 물질과 흑 에너지입니다. 그것들은 다르게 행동합니다: 그들은 다양한 종류의 반응에 다르게 반응하고, 기존의 기술적 수단에 의해 고정되지 않으며, 이전에는 연구되지 않은 성질을 나타냅니다. 이것으로부터 우리는이 물질들이 다른 물리 법칙 (비 뉴턴 물리학, 비 유클리드 기하학의 언어 적 유사체)에 따르거나 과학 기술의 발달 수준이 그 형성의 초기 단계 일 뿐이라는 결론을 내릴 수 있습니다.

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남작은 무엇입니까?

강력한 상호 작용의 현재 쿼크-글루온 모델에 따르면, 16 개의 기본 입자 만이 존재합니다 (그리고 최근 Higgs boson의 발견은이를 확인합니다). 바리온은 강한 상호 작용을하는 무거운 기본 입자입니다. 그중 가장 유명한 것은 쿼크, 양성자 및 중성자입니다. 등, 질량, "색상"및 "매력", "이상도"가 다른 이러한 물질의 가족은 우리가 바리 닉 물질이라고 부르는 벽돌입니다. 우주 전체 조성의 21.8 %를 구성하는 검은 (암) 물질은 전자기 방사선을 방출하지 않고 어떤 방식으로도 반응하지 않는 다른 입자로 구성됩니다. 따라서 그러한 물질의 등록을 위해서는 적어도 직접 관찰하려면 먼저 물리학을 이해하고 준수하는 법에 동의해야합니다. 많은 현대 과학자들이 현재 다른 나라의 연구소에서이 문제에 관여하고 있습니다.

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가장 가능성이 높은 옵션

가능한 물질은 무엇입니까? 우선, 두 가지 가능한 옵션 만 있습니다. GR 및 STO (일반 및 특수 상대성 이론)에 따르면, 이 물질은 조성에서 비바리 닉 암흑 물질 (흑색) 일 수 있습니다. 빅뱅의 기본 이론에 따르면, 기존의 모든 물질은 남작의 형태로 표현됩니다. 이 논문은 최고의 정밀도로 입증되었습니다. 현재 과학자들은 특이점 파열 후, 즉 초 고밀도 물질의 폭발 후, 체질량이 무한대이고 체적이 0 인 경향이있는 입자를 고정하는 것을 배웠다. baryonic 입자에 대한 시나리오는 아마도 우리 우주가 구성하고 그것들을 통해 계속 확장하고 있기 때문에 가능성이 높습니다. 이 가정에 따르면, 흑 물질은 뉴턴 물리학에서 일반적으로 받아들이는 기본 입자로 구성되어 있지만 어떤 이유로 전자기 방식으로 약하게 상호 작용하고 있습니다. 그래서 검출기가이를 고정시키지 않습니다.

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너무 부드럽 지

이러한 시나리오는 많은 과학자들에게 적합하지만 여전히 답변보다 더 많은 질문이 있습니다. 흑과 백질이 모두 바리온으로 만 표현된다면, 1 차 핵 합성의 결과로 무거운 바리온의 농도는 중량의 백분율로, 우주의 원래 천문학적 대상에서 달라야한다. 그리고 실험적으로, 우리 은하의 헤일로 질량의 균형을 잡기 위해 블랙홀이나 중성자 별과 같은 충분한 수의 큰 중력 물체의 평형 은하에서 존재하는 것이 감지되지 않았습니다. 그러나 동일한 중성자 별, 어두운 은하 후광, 블랙홀, 흰색, 검은 색 및 갈색 왜성 (자신의 수명주기의 다른 단계에있는 별)은 암흑 물질을 구성하는 암흑 물질의 일부일 가능성이 높습니다. 블랙 에너지는 또한 프리온, 쿼크 및 Q- 스타와 같은 예측 된 가상 물체를 포함하여 채우기를 보완 할 수 있습니다.

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비 Baryonic 후보

두 번째 시나리오는 비 건조한 시작을 의미합니다. 여기서 여러 유형의 입자가 후보로 작용할 수 있습니다. 예를 들어, 가벼운 중성미자는 그 존재가 이미 과학자들에 의해 입증되었습니다. 그러나, 100 내지 1/10 eV (전자-볼트) 정도의 질량은 요구되는 임계 밀도의 달성 불가능 성으로 인해 가능한 입자로부터 실질적으로 배제한다. 그러나 무거운 립톤과 짝을 이루는 무거운 중성미자는 실제 상황에서 약한 상호 작용으로 실제로 나타나지 않습니다. 이러한 중성미자를 멸균이라고하며 최대 질량이 최대 10 eV 인 암흑 물질 입자 후보로 적합 할 가능성이 높습니다. 양자 색채 역학 및 표준 모델의 문제를 해결하기 위해 액시온과 코스 몬이 물리적 방정식에 인위적으로 도입되었습니다. 또 다른 안정적인 초대칭 입자 (SUSY-LSP)와 함께 전자기 및 강력한 상호 작용에 참여하지 않기 때문에 후보가 될 수 있습니다. 그러나 중성미자와 달리 그것들은 여전히 ​​가설 적이며 그들의 존재는 여전히 증명되어야합니다.

흑 물질의 이론

우주에 질량이 없기 때문에이 주제에 대한 다양한 이론이 생겨납니다. 예를 들어, 보통의 중력은 나선 은하에서 별들의 이상하고 엄청나게 빠른 회전을 설명 할 수 없다는 이론. 그러한 속도에서, 그들은 아직 등록 할 수없는 일부 유지력이 없다면 단순히 한계를 벗어나게됩니다. 다른 이론 이론은 지상 조건에서 WIMP (대량의 전기 약한 상호 작용 입자-초등 하위 입자, 초 대칭 및 초 무거운-즉 이상적인 후보)를 얻는 것이 불가능하다는 것을 설명합니다. 우리 차원과는 다른 차원, n 차원에서 살기 때문입니다. Kaluza-Klein 이론에 따르면 그러한 측정은 우리에게 제공되지 않습니다.

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변하기 쉬운 별

또 다른 이론은 가변 별과 흑 물질이 서로 상호 작용하는 방식을 설명합니다. 그러한 별의 밝기는 내부에서 발생하는 형이상학 적 과정 (맥동, 발색 작용, 두드러진 방출, 이진 별 시스템의 오버플로 및 일식, 초신성 폭발)뿐만 아니라 암흑 물질의 변칙적 특성으로 인해 변경 될 수 있습니다.

워프 엔진

한 이론에 따르면, 암흑 물질은 가상 WARP 엔진에서 작동하는 우주선의 서브 스페이스 엔진을위한 연료로 사용될 수 있습니다. 잠재적으로이 엔진을 사용하면 배가 빛의 속도를 초과하는 속도로 움직일 수 있습니다. 이론적으로, 그들은 배에서 공간을 구부리고 배를 타고 진공에서 전자기파가 가속하는 것보다 훨씬 빠르게 이동할 수 있습니다. 배 자체는 국부적으로 가속되지 않으며, 그 앞의 공간 장이 만곡되어 있습니다. Star Trek saga와 같은 많은 공상 과학 소설에서이 기술을 사용합니다.

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