Fizikų tyrėjų komanda atrado, kad gravitacija gali virsti šviesa, bet tik tuo atveju, jei
Kas yra standartinis modelis ir kaip jis veikia?
Standartinis modelis yra moderni elementariųjų dalelių struktūros ir sąveikos teorija, kuri buvo pakartotinai išbandyta eksperimentiškai.Pati teorija grindžiama labai nedideliu postulatų skaičiumi ir leidžiaTeoriškai prognozuoti tūkstančių skirtingų procesų savybes elementariųjų dalelių pasaulyje.Dabartinė formuluotė buvo baigta 2000-aisiais po eksperimentinio kvarkų egzistavimo patvirtinimo. Jį pasiūlė trys mokslininkai ir, be kita ko, pateikiami elementariųjų dalelių masės kilmės paaiškinimai pagal Higgso pasiūlytą spontaniško simetrijos lūžio mechanizmą.
Modelio ypatybė, kuri "pakeičia žaidimo taisykles"
Vienas iš jo ypatumų yra tas, kad jis paprastai draudžia masyvių dalelių transformaciją į masyvias .Nors Standartinio modelio dalelės nuolat transformuojasi viena į kitą per įvairias reakcijas ir procesus, fotonas – masinis šviesos nešėjas – "išlieka savimi".Tačiau, jei sąlygos yra tinkamos, tai įmanoma (pavyzdžiui, kai ji sąveikauja su sunkiu atomu), ji galispontaniškai suskaidyti ir tapti elektronu ir pozitronu, kurie yra masyvios dalelės.
Gravitacijos ir juodosios skylės koncepcija. Nuotrauka: en.freepik.com
Jie norėjo suprasti, ar pati gravitacija gali būti paversta kitomis dalelėmis.
Idėjos patvirtinimas
Taip, gravitacija paprastai vertinama bendrojo reliatyvumo kontekste, pagal kurį veikia erdvėlaikio kreivės ir kreivėsŠiuo atveju labai sunku įsivaizduoti, kaip tai galiTriukas yra tas, kad gravitaciją galima pamatyti per kvantinę optiką.Nors dabartinis kvantinės gravitacijos vaizdas toli gražu nėra baigtas, žinoma, kad šios nesuskaičiuojamos nematomos dalelės buselgtis kaip ir bet kurios kitos fundamentalios dalelės, įskaitant potencialiai transformuojančias.
Norėdami išbandyti šią idėją, fizikai ištyrė labai ankstyvos visatos sąlygas - mažą, karštą ir tankią.Ten visos materijos ir energijos formos buvo padidintos iki neįsivaizduojamų svarstyklių, daug didesnių, nei gali pasiekti net galingiausi mūsų dalelių susidūrimai.
Mokslininkai atrado, kad šioje koncepcijojeSvarbų vaidmenį vaidina gravitacinės bangos – erdvėlaikio audinio bangavimas, atsirandantis susidūrus tarp masyviausių erdvės objektų. Paprastai jie yra labai silpni ir gali nustumti atomą mažesniu atstumu nei jo paties branduolio plotis. (Anksčiau Hi-Tech rašė, kad gravitacija yra silpniausia iš keturių pagrindinių jėgų). Tačiau ankstyvojoje Visatoje bangos galėjo būti daug stipresnės, o tai gali rimtai paveikti visus procesus ir materiją.
Menininko įspūdis apie gravitacines bangas. Vaizdas suteiktas R. Hurt / Caltech-JPL
„Šios ankstyvosios bangos taškėsi pirmyn ir atgal,kartkartėmis didėja“, – aiškina tyrime nedalyvavęs SUNY Stony Brook universiteto ir Flatiron instituto Niujorke astrofizikos profesorius Paulas Sutteris. – Visa kita Visatoje būtų užfiksuota bangų stūmimo ir traukimo būdu, o tai sukeltų rezonanso efektą. Gravitacinės bangos veikė kaip siurblys, vėl ir vėl sumušdamos medžiagą į tankius gabalėlius.
Ką gali padaryti gravitacinės bangos?
Gravitacinės bangos taip pat gali turėti įtakosį elektromagnetinį lauką. Kadangi bangos yra bangos pačiame erdvėlaikyje, jos neapsiriboja sąveika su masyviais objektais. Jiems toliau siurbiant, radiacija Visatoje pasiekia itin dideles energijas. Tai galiausiai sukelia spontanišką fotonų atsiradimą: pati gravitacija sukuria šviesą.
Prie ko priėjo mokslininkai?
Tyrėjai nustatė, kad apskritai taiprocesas gana neefektyvus. Ankstyvoji Visata plėtėsi, todėl standartiniai gravitacinių bangų modeliai negalėjo egzistuoti ilgai. Tačiau fizikai teigė, kad jei ankstyvojoje Visatoje būtų pakankamai medžiagos, kad šviesos greitis sulėtėtų (kaip šviesa lėčiau sklinda ore ar vandenyje), bangos būtų užsitęsusios pakankamai ilgai, kad sukurtų papildomų fotonų srautus.
Kodėl naujas tyrimas toks svarbus?
Fizikai dar iki galo nesuprantasudėtinga, sudėtinga kosminės aušros fizika. Tačiau jei mokslininkų teorija yra teisinga, gravitacijos sukurta šviesa tikriausiai turės įtakos materijos formavimuisi ir Visatos evoliucijai. Štai kodėl visų šio nuostabaus proceso pasekmių tyrimas sukels revoliuciją mūsų supratime apie ankstyviausias mūsų pasaulio akimirkas.
Skaityti daugiau:
Antroje pagal gylį pasaulyje povandeninėje smegduobėje buvo nuotrauka
Pažiūrėkite, kas atsitiko Merkurijui, kai jis kuo arčiau Saulės
Mokslininkai yra pasirengę pripažinti naująjį medį seniausiu pasaulyje
Viršelyje: šio menininko įspūdis rodo dvi ankstyvosios Visatos galaktikas. Ryškus sprogimas kairėje yra gama spindulių pliūpsnis.
Autorius: ESO/L. Calcada