Μια ερευνητική ομάδα φυσικών διαπίστωσε ότι η βαρύτητα μπορεί να μετατραπεί σε φως, αλλά μόνο εάν
Τι είναι το τυπικό μοντέλο και πώς λειτουργεί;
Το Καθιερωμένο Μοντέλο είναι μια σύγχρονη θεωρία της δομής και των αλληλεπιδράσεων των στοιχειωδών σωματιδίων, η οποία έχει δοκιμαστεί επανειλημμένα πειραματικά.Η ίδια η θεωρία βασίζεται σε έναν πολύ μικρό αριθμό αξιωμάτων και επιτρέπεινα προβλέψει θεωρητικά τις ιδιότητες χιλιάδων διαφορετικών διαδικασιών στον κόσμο των στοιχειωδών σωματιδίων.Η σύγχρονη διατύπωση ολοκληρώθηκε τη δεκαετία του 2000 μετά από πειραματική επιβεβαίωση της ύπαρξης κουάρκ. Προτάθηκε από τρεις επιστήμονες και περιέχει, ειδικότερα, εξηγήσεις για την προέλευση της μάζας των στοιχειωδών σωματιδίων στο πλαίσιο του μηχανισμού αυθόρμητης θραύσης συμμετρίας που πρότεινε ο Higgs.
Χαρακτηριστικό του μοντέλου που "αλλάζει τους κανόνες του παιχνιδιού"
Ένα από τα χαρακτηριστικά του είναι ότι συνήθως απαγορεύει τη μετατροπή σωματιδίων χωρίς μάζα σε μαζικά .Ενώ τα σωματίδια στο Καθιερωμένο Μοντέλο μετασχηματίζονται συνεχώς το ένα στο άλλο μέσω διαφόρων αντιδράσεων και διαδικασιών, το φωτόνιο – ο άμαζος φορέας του φωτός – «παραμένει ο εαυτός του».Αλλά, εάν οι συνθήκες είναι σωστές, είναι δυνατόν (για παράδειγμα, όταν αλληλεπιδρά με ένα βαρύ άτομο), μπορείΑυθόρμητα διασπώνται και γίνονται ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο, τα οποία είναι μαζικά σωματίδια.
Έννοια της βαρύτητας και της μαύρης τρύπας. Φωτογραφία: en.freepik.com
Αυτή η ιδέα ενέπνευσε τους συντάκτες της νέας μελέτης, οι οποίοι ήθελαν να καταλάβουν αν η ίδια η βαρύτητα θα μπορούσε να μετατραπεί σε άλλα σωματίδια.
Επικύρωση ιδέας
Ναι, η βαρύτητα θεωρείται συνήθως στο πλαίσιο της γενικής σχετικότητας, σύμφωνα με την οποία οι κάμψεις και οι καμπυλότητες του χωροχρόνου επηρεάζουν το Σε αυτή την περίπτωση, είναι πολύ δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς μπορείΤο κόλπο είναι ότι η βαρύτητα μπορεί να παρατηρηθεί μέσω της κβαντικής οπτικής.Αν και η τρέχουσα εικόνα της κβαντικής βαρύτητας απέχει πολύ από το να είναι πλήρης, είναι γνωστό ότι αυτά τα αμέτρητα αόρατα σωματίδια θα είναιΣυμπεριφέρονται όπως κάθε άλλο θεμελιώδες σωματίδιο, συμπεριλαμβανομένων των δυνητικά μετασχηματιστικών.
Για να ελέγξουν αυτή την ιδέα, οι φυσικοί μελέτησαν τις συνθήκες ενός πολύ πρώιμου σύμπαντος - μικρό, ζεστό και πυκνό.Εκεί, όλες οι μορφές ύλης και ενέργειας έχουν μεγεθυνθεί σε αδιανόητες κλίμακες, πολύ μεγαλύτερες από ό, τι μπορούν να επιτύχουν ακόμη και οι πιο ισχυροί επιταχυντές σωματιδίων μας.
Ученые обнаружили, что в такой концепции Σημαντικό ρόλο παίζουν τα βαρυτικά κύματα - κυματισμοί στον ιστό του χωροχρόνου που δημιουργούνται από συγκρούσεις μεταξύ των πιο ογκωδών αντικειμένων στο διάστημα. Είναι συνήθως πολύ αδύναμα και είναι ικανά να ωθήσουν ένα άτομο σε απόσταση μικρότερη από το πλάτος του πυρήνα του. (Νωρίτερα, η Hi-Tech έγραψε ότι η βαρύτητα είναι η πιο αδύναμη από τις τέσσερις κύριες δυνάμεις). Αλλά στο πρώιμο Σύμπαν, τα κύματα θα μπορούσαν να είναι πολύ ισχυρότερα και αυτό θα μπορούσε να επηρεάσει σοβαρά όλες τις διαδικασίες και την ύλη.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για τα βαρυτικά κύματα. Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του R. Hurt/Caltech-JPL
«Αυτά τα πρώιμα κύματα πιτσίλησαν πέρα δώθε,αυξάνεται από καιρό σε καιρό», εξηγεί ο Paul Sutter, ερευνητής καθηγητής αστροφυσικής στο SUNY Stony Brook University και στο Flatiron Institute στη Νέα Υόρκη, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. —Οτιδήποτε άλλο στο Σύμπαν θα συλλαμβανόταν από την ώθηση και το τράβηγμα των κυμάτων, που θα οδηγούσε σε ένα φαινόμενο συντονισμού. Τα βαρυτικά κύματα λειτουργούσαν σαν αντλία, χτυπώντας ξανά και ξανά την ύλη σε πυκνούς σβώλους».
Τι είναι ικανά τα βαρυτικά κύματα;
Τα βαρυτικά κύματα μπορούν επίσης να επηρεάσουνστο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Επειδή είναι κυματισμοί στον ίδιο τον χωροχρόνο, τα κύματα δεν περιορίζονται στις αλληλεπιδράσεις με τεράστια αντικείμενα. Καθώς συνεχίζουν να αντλούν, η ακτινοβολία στο Σύμπαν φτάνει σε εξαιρετικά υψηλές ενέργειες. Αυτό τελικά προκαλεί την αυθόρμητη εμφάνιση φωτονίων: η ίδια η βαρύτητα παράγει φως.
Σε τι κατέληξαν οι επιστήμονες;
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι, συνολικά, αυτόη διαδικασία είναι αρκετά αναποτελεσματική. Το πρώιμο Σύμπαν επεκτείνονταν, επομένως τα τυπικά μοντέλα βαρυτικών κυμάτων δεν θα μπορούσαν να υπάρχουν για πολύ. Ωστόσο, οι φυσικοί έχουν πει ότι εάν το πρώιμο Σύμπαν περιείχε αρκετή ύλη ώστε η ταχύτητα του φωτός να επιβραδυνθεί (όπως το φως ταξιδεύει πιο αργά στον αέρα ή το νερό), τα κύματα θα είχαν παραμείνει αρκετά για να δημιουργήσουν ρεύματα πρόσθετων φωτονίων.
Γιατί είναι τόσο σημαντική η νέα μελέτη;
Οι φυσικοί δεν καταλαβαίνουν ακόμη πλήρωςη περίπλοκη, περίπλοκη φυσική της κοσμικής αυγής. Ωστόσο, εάν η θεωρία των επιστημόνων είναι σωστή, τότε το φως που δημιουργείται από τη βαρύτητα πιθανώς θα επηρεάσει τον σχηματισμό της ύλης και την εξέλιξη του Σύμπαντος. Γι' αυτό η μελέτη όλων των συνεπειών αυτής της εκπληκτικής διαδικασίας θα οδηγήσει σε μια επανάσταση στην κατανόηση των πρώτων στιγμών του κόσμου μας.
Διαβάστε περισσότερα:
Υπήρχε μια φωτογραφία μέσα στη δεύτερη βαθύτερη υποβρύχια καταβόθρα στον κόσμο
Δείτε τι συνέβη στον Ερμή όταν έφτασε όσο πιο κοντά στον Ήλιο
Οι επιστήμονες είναι έτοιμοι να αναγνωρίσουν το νέο δέντρο ως το παλαιότερο στον κόσμο
Στο εξώφυλλο: Η εντύπωση αυτού του καλλιτέχνη δείχνει δύο γαλαξίες στο πρώιμο Σύμπαν. Η φωτεινή έκρηξη στα αριστερά είναι μια έκρηξη ακτίνων γάμμα.
Συγγραφέας: ESO/L. Calcada