Pētnieku grupa fiziķu ir atklājusi, ka gravitācija var pārvērsties gaismā, bet tikai tad, ja
Kas ir standarta modelis un kā tas darbojas?
Standarta modelis ir mūsdienu teorijaelementārdaļiņu struktūra un mijiedarbība, atkārtoti eksperimentāli pārbaudīta. Pati teorija balstās uz ļoti nelielu skaitu postulātu un ļauj teorētiski prognozēt tūkstošiem dažādu procesu īpašības elementārdaļiņu pasaulē. Mūsdienu formulējums tika pabeigts 2000. gados pēc eksperimentālas kvarku esamības apstiprināšanas. To ierosināja trīs zinātnieki, un tajā jo īpaši ir paskaidrojumi par elementārdaļiņu masas rašanos ierosinātā spontānas simetrijas pārrāvuma mehānisma ietvaros. pie Higsa.
Modeļa iezīme, kas "maina spēles noteikumus"
Viena no tās iezīmēm ir tātas parasti aizliedz bezmasas daļiņu pārvēršanu masīvās. Kamēr standarta modeļa daļiņas pastāvīgi pārveidojas viena par otru dažādu reakciju un procesu laikā, fotons — bezmasas gaismas nesējs — “paliek pats par sevi”. Bet, ja apstākļi ir piemēroti, tas ir iespējams (piemēram, mijiedarbojoties ar smago atomu), tas var spontāni sadalīties un kļūt par elektronu un pozitronu, kas ir masīvas daļiņas.
Gravitācijas un melnā cauruma koncepcija. Foto: en.freepik.com
Šī ideja iedvesmoja jaunā pētījuma autorus. Viņi vēlējās saprast, vai gravitācija pati par sevi var pārvērsties citās daļiņās.
Idejas apstiprināšana
Jā, parasti tiek ņemta vērā gravitācijavispārējās relativitātes teorijas kontekstā, saskaņā ar kuru laiktelpas līkumi un izliekumi ietekmē daļiņu kustību. Šajā gadījumā ir ļoti grūti iedomāties, kā tas var radīt daļiņas. Viltība ir tāda, ka gravitāciju var apskatīt caur kvantu optiku. Piemēram, attēlojot to kā spēku, ko nes gravitoni. Lai gan pašreizējais kvantu gravitācijas attēls nebūt nav pilnīgs, ir zināms, ka šīs neskaitāmās neredzamās daļiņas izturēsies tāpat kā jebkura cita fundamentāla daļiņa, tostarp potenciāli pārveidojošās daļiņas.
Lai pārbaudītu šo ideju, fiziķi pētīja apstākļusļoti agrīnais Visums — mazs, karsts un blīvs. Tur visi matērijas un enerģijas veidi tika palielināti līdz neiedomājamiem mērogiem, kas ir daudz vairāk, nekā var sasniegt pat mūsu visspēcīgākie daļiņu sadursmes līdzekļi.
Zinātnieki ir atklājuši, ka šajā koncepcijāSvarīgu lomu spēlē gravitācijas viļņi - viļņošanās telpas laika audumā, ko rada sadursmes starp masīvākajiem objektiem telpā. Tie parasti ir ļoti vāji un spēj nospiest atomu attālumu, kas ir mazāks par tā kodola platumu. (Iepriekš Hi-Tech rakstīja, ka gravitācija ir vājākais no četriem galvenajiem spēkiem). Bet agrīnajā Visumā viļņi varēja būt daudz spēcīgāki, un tas varētu nopietni ietekmēt visus procesus un vielu.
Mākslinieka iespaids par gravitācijas viļņiem. Attēlu sniedza R. Hurt/Caltech-JPL
"Šie agrīnie viļņi šļakstīja uz priekšu un atpakaļ,ik pa laikam pieaug,” skaidro Pols Saters, astrofizikas pētnieks profesors SUNY Stony Brook University un Flatiron Institute Ņujorkā, kurš nebija iesaistīts pētījumā. — Viss pārējais Visumā tiktu uztverts ar viļņu grūdienu un vilkšanu, kas radītu rezonanses efektu. Gravitācijas viļņi darbojās kā sūknis, atkal un atkal sasitot vielu blīvos kunkuļos.
Uz ko spēj gravitācijas viļņi?
Var ietekmēt arī gravitācijas viļņiuz elektromagnētisko lauku. Tā kā tie ir viļņi pašā telpas laikā, viļņi neaprobežojas tikai ar mijiedarbību ar masīviem objektiem. Tām turpinot sūknēt, starojums Visumā sasniedz ārkārtīgi augstas enerģijas. Tas galu galā izraisa spontānu fotonu parādīšanos: gravitācija pati rada gaismu.
Pie kā nonāca zinātnieki?
Pētnieki atklāja, ka kopumā šisprocess ir diezgan neefektīvs. Agrīnais Visums paplašinājās, tāpēc gravitācijas viļņu standarta modeļi nevarēja pastāvēt ilgi. Tomēr fiziķi ir teikuši, ka, ja agrīnajā Visumā būtu pietiekami daudz vielas, lai gaismas ātrums samazinātos (tāpat kā gaisma gaisā vai ūdenī pārvietojas lēnāk), viļņi būtu pietiekami ilgi, lai radītu papildu fotonu plūsmas.
Kāpēc jaunais pētījums ir tik svarīgs?
Fiziķi vēl pilnībā nesaprotkosmiskās rītausmas sarežģītā, sarežģīta fizika. Taču, ja zinātnieku teorija ir pareiza, tad gravitācijas radītā gaisma, domājams, ietekmēs matērijas veidošanos un Visuma evolūciju. Tāpēc visu šī pārsteidzošā procesa seku izpēte novedīs pie revolūcijas mūsu izpratnē par mūsu pasaules agrākajiem mirkļiem.
Lasīt vairāk:
Otrajā dziļākajā zemūdens iegremdē pasaulē bija fotogrāfija
Skatiet, kas notika ar Merkuru, kad tas nokļuva pēc iespējas tuvāk Saulei
Zinātnieki ir gatavi jauno koku atzīt par vecāko pasaulē
Uz vāka: šī mākslinieka iespaidā redzamas divas galaktikas agrīnajā Visumā. Spilgtais sprādziens kreisajā pusē ir gamma staru uzliesmojums.
Autors: ESO/L. Calçada