Egy fizikusokból álló kutatócsoport felfedezte, hogy a gravitáció fénnyé változhat, de csak akkor
Mi az a standard modell és hogyan működik?
A standard modell egy modern elméletelemi részecskék szerkezete és kölcsönhatásai, többször kísérletileg tesztelve. Maga az elmélet nagyon kevés posztulátumon alapul, és lehetővé teszi az elemi részecskék világában több ezer különböző folyamat tulajdonságainak elméleti előrejelzését. A modern készítmény a kvarkok létezésének kísérleti megerősítése után a 2000-es években készült el, három tudós javasolta, és elsősorban az elemi részecskék tömegének a felvázolt spontán szimmetriatörés mechanizmusa keretében történő megjelenésére tartalmaz magyarázatot. a Higgs által.
A modell jellemzője, amely "megváltoztatja a játékszabályokat"
Egyik jellemzője azáltalában megtiltja a tömeg nélküli részecskék masszív részecskékké való átalakulását. Míg a Standard Modell részecskéi különféle reakciók és folyamatok során folyamatosan átalakulnak egymásba, a foton – a tömeg nélküli fényhordozó – „önmaga marad”. De ha a feltételek megfelelőek, akkor lehetséges (például amikor kölcsönhatásba lép egy nehéz atommal), spontán széthasadhat, és elektronná és pozitronná válhat, amelyek hatalmas részecskék.
Gravitáció és fekete lyuk koncepció. Fotó: en.freepik.com
Ez az ötlet inspirálta az új tanulmány szerzőit. Azt akarták megérteni, hogy maga a gravitáció átalakulhat-e más részecskékké.
Ötlet validálás
Igen, a gravitációt általában figyelembe veszikaz általános relativitáselmélet keretében, amely szerint a téridő hajlításai, görbületei befolyásolják a részecskék mozgását. Ebben az esetben nagyon nehéz elképzelni, hogyan tud részecskéket létrehozni. A trükk az, hogy a gravitációt kvantumoptikán keresztül lehet megnézni. Például gravitonok által hordozott erőként ábrázolva. Bár a kvantumgravitáció jelenlegi képe még korántsem teljes, ismert, hogy ez a számtalan láthatatlan részecske úgy fog viselkedni, mint bármely más alapvető részecske, beleértve a potenciálisan átalakuló részecskéket is.
Ennek az elképzelésnek a tesztelésére a fizikusok tanulmányozták a körülményeketa nagyon korai Univerzum – kicsi, forró és sűrű. Ott az anyag és az energia minden formája elképzelhetetlen méreteket öltött, sokkal nagyobbra, mint amit még a legerősebb részecskeütköztetőink is képesek elérni.
A tudósok felfedezték, hogy ebben a koncepcióbanFontos szerepet játszanak a gravitációs hullámok – a téridő szövetének hullámai, amelyeket a tér legnagyobb tömegű objektumai közötti ütközések generálnak. Általában nagyon gyengék, és képesek egy atomot a saját magjának szélességénél kisebb távolságra eltolni. (Korábban a Hi-Tech azt írta, hogy a gravitáció a leggyengébb a négy fő erő közül). De a korai Univerzumban a hullámok sokkal erősebbek lehetnek, és ez komolyan befolyásolhatja az összes folyamatot és anyagot.
A művész benyomása a gravitációs hullámokról. A kép R. Hurt/Caltech-JPL jóvoltából
„Ezek a korai hullámok össze-vissza fröcsögtek,időről időre növekszik” – magyarázza Paul Sutter, a SUNY Stony Brook Egyetem és a New York-i Flatiron Intézet asztrofizikai kutatóprofesszora, aki nem vett részt a vizsgálatban. – Az Univerzumban minden mást megfogna a hullámok lökése és húzása, ami rezonanciahatáshoz vezetne. A gravitációs hullámok szivattyúként működtek, újra és újra sűrű csomókká döngölve az anyagot.”
Mire képesek a gravitációs hullámok?
A gravitációs hullámok is befolyásolhatjákaz elektromágneses térre. Mivel maguk a téridő hullámai, a hullámok nem korlátozódnak a hatalmas objektumokkal való kölcsönhatásokra. Ahogy tovább pumpálnak, az Univerzum sugárzása rendkívül nagy energiákat ér el. Ez végül a fotonok spontán megjelenését okozza: maga a gravitáció generál fényt.
Mire jutottak a tudósok?
A kutatók azt találták, hogy összességében eza folyamat meglehetősen hatástalan. A korai Univerzum tágul, így a gravitációs hullámok standard modelljei nem létezhettek sokáig. A fizikusok azonban azt mondták, hogy ha a korai Univerzum elegendő anyagot tartalmazott volna ahhoz, hogy a fénysebesség lelassuljon (ahogy a fény lassabban halad a levegőben vagy a vízben), akkor a hullámok elég sokáig maradtak volna ahhoz, hogy további fotonokat generáljanak.
Miért olyan fontos az új tanulmány?
A fizikusok még nem értik teljesena kozmikus hajnal összetett, bonyolult fizikája. Ha azonban a tudósok elmélete igaz, akkor a gravitáció által létrehozott fény feltehetően befolyásolja az anyag kialakulását és az Univerzum fejlődését. Éppen ezért ennek a csodálatos folyamatnak a következményeinek tanulmányozása forradalomhoz vezet világunk legkorábbi pillanatainak megértésében.
Olvass tovább:
Volt egy fénykép a világ második legmélyebb víz alatti víznyelőjében
Nézze meg, mi történt a Merkúrral, amikor a lehető legközelebb került a Naphoz
A tudósok készek arra, hogy felismerjék az új fát a világ legrégebbi fájaként
A borítón: A művész benyomása két galaxist mutat be a korai Univerzumban.A bal oldali fényes robbanás egy gamma-kitörés.
Szerző: ESO/L. Calcada