Et forskerhold af fysikere har opdaget, at tyngdekraften kan blive til lys, men kun hvis
Hvad er standardmodellen, og hvordan fungerer den?
Standardmodellen er en moderne teori om strukturen og interaktionerne mellem elementære partikler, som gentagne gange er blevet testet eksperimentelt.Teorien selv er baseret på et meget lille antal postulater og tilladerteoretisk forudsige egenskaberne af tusindvis af forskellige processer i verden af elementære partikler.Den nuværende formulering blev afsluttet i 2000'erne efter eksperimentel bekræftelse af eksistensen af kvarker. Det blev foreslået af tre forskere og indeholder blandt andet forklaringer på oprindelsen af massen af elementære partikler inden for rammerne af mekanismen for spontan symmetribrud foreslået af Higgs.
Funktion af modellen, der "ændrer spillereglerne"
En af dens særegenheder er , at det normalt forbyder omdannelsen af masseløse partikler til massive.Mens partikler i standardmodellen konstant transformeres til hinanden gennem forskellige reaktioner og processer, forbliver fotonen - den masseløse bærer af lys - "sig selv".Men hvis betingelserne er rigtige, er det muligt (for eksempel når det interagerer med et tungt atom), kan detspontant splittet og blive en elektron og en positron, som er massive partikler.
Tyngdekraft og sort hul koncept. Foto: en.freepik.com
De ønskede at forstå, om tyngdekraften selv kunne omdannes til andre partikler.
Idévalidering
Ja, tyngdekraften ses normalt i sammenhæng med generel relativitet, ifølge hvilken rumtidens kurver og krumninger påvirkerI dette tilfælde er det meget svært at forestille sig, hvordan det kanTricket er , at tyngdekraften kan ses gennem kvanteoptik.Selvom det nuværende billede af kvantegravitationen langt fra er komplet, er det kendt, at disse utallige usynlige partikler vil væreOpfør dig som alle andre grundlæggende partikler, herunder potentielt transformerende.
For at teste denne idé studerede fysikere forholdene i det meget tidlige univers - lille, varmt og tæt.Der er alle former for stof og energi blevet forstørret til ufattelige skalaer, langt større end selv vores mest kraftfulde partikelkollidere kan nå.
Forskere har opdaget det i dette konceptEn vigtig rolle spilles af tyngdekraftsbølger - krusninger i rum-tidens struktur genereret af kollisioner mellem de mest massive objekter i rummet. De er normalt meget svage og er i stand til at skubbe et atom en afstand mindre end bredden af dets egen kerne. (Tidligere skrev Hi-Tech, at tyngdekraften er den svageste af de fire hovedkræfter). Men i det tidlige univers kunne bølger være meget stærkere, og dette kunne alvorligt påvirke alle processer og stof.
Kunstnerens indtryk af gravitationsbølger. Billede udlånt af R. Hurt/Caltech-JPL
"Disse tidlige bølger plaskede frem og tilbage,stigende fra tid til anden,” forklarer Paul Sutter, forskningsprofessor i astrofysik ved SUNY Stony Brook University og Flatiron Institute i New York, som ikke var involveret i undersøgelsen. -Alt andet i universet ville blive fanget af bølgernes skub og træk, hvilket ville føre til en resonanseffekt. Gravitationsbølger virkede som en pumpe, der igen og igen bankede stof i tætte klumper."
Hvad er gravitationsbølger i stand til?
Gravitationsbølger kan også påvirketil det elektromagnetiske felt. Fordi de er krusninger i selve rumtiden, er bølger ikke begrænset til interaktioner med massive objekter. Når de fortsætter med at pumpe, når strålingen i universet ekstremt høje energier. Dette forårsager til sidst den spontane fremkomst af fotoner: tyngdekraften selv genererer lys.
Hvad kom forskerne frem til?
Forskerne fandt ud af, at dette overordnet setprocessen er ret ineffektiv. Det tidlige univers var ved at udvide sig, så standardmodeller af gravitationsbølger kunne ikke eksistere længe. Men fysikere har sagt, at hvis det tidlige univers indeholdt nok stof til, at lysets hastighed blev langsommere (ligesom lyset bevæger sig langsommere i luft eller vand), ville bølgerne have dvælet længe nok til at generere strømme af yderligere fotoner.
Hvorfor er den nye undersøgelse så vigtig?
Fysikere forstår det endnu ikke heltden komplekse, indviklede fysik i den kosmiske daggry. Men hvis videnskabsmændenes teori er korrekt, så vil lyset skabt af tyngdekraften formentlig påvirke dannelsen af stof og universets udvikling. Det er derfor, at studere alle konsekvenserne af denne fantastiske proces vil føre til en revolution i vores forståelse af de tidligste øjeblikke i vores verden.
Læs mere:
Der var et foto inde i det næstdybeste undersøiske synkehul i verden
Se, hvad der skete med Merkur, da den kom så tæt på Solen som muligt
Forskere er klar til at anerkende det nye træ som det ældste i verden
På forsiden: Denne kunstners indtryk viser to galakser i det tidlige univers. Den lyse eksplosion til venstre er et gammastråleudbrud.
Forfatter: ESO/L. Calcada