Et forskerteam av fysikere har oppdaget at tyngdekraften kan bli til lys, men bare hvis
Hva er standardmodellen og hvordan fungerer den?
Standardmodellen er en moderne teoristruktur og interaksjoner av elementærpartikler, gjentatte ganger testet eksperimentelt. Selve teorien er basert på et svært lite antall postulater og lar en teoretisk forutsi egenskapene til tusenvis av forskjellige prosesser i elementærpartiklers verden. Den moderne formuleringen ble fullført på 2000-tallet etter eksperimentell bekreftelse av eksistensen av kvarker. Den ble foreslått av tre forskere og inneholder spesielt forklaringer på fremveksten av massen av elementærpartikler innenfor rammen av den foreslåtte mekanismen for spontan symmetribryting. av Higgs.
Funksjon av modellen som "endrer spillereglene"
En av funksjonene er detdet forbyr vanligvis transformasjon av masseløse partikler til massive. Mens partikler i standardmodellen hele tiden forvandler seg til hverandre gjennom ulike reaksjoner og prosesser, forblir fotonet – den masseløse bæreren av lys – seg selv. Men hvis forholdene er riktige, er det mulig (for eksempel når det samhandler med et tungt atom), kan det spontant splittes og bli et elektron og et positron, som er massive partikler.
Tyngdekraft og svart hull-konsept. Foto: en.freepik.com
Denne ideen inspirerte forfatterne av den nye studien. De ønsket å forstå om tyngdekraften i seg selv kunne bli til andre partikler.
Idevalidering
Ja, tyngdekraften vurderes vanligvisi sammenheng med den generelle relativitetsteorien, ifølge hvilken bøyningene og krumningene i rom-tid påvirker bevegelsen av partikler. I dette tilfellet er det veldig vanskelig å forestille seg hvordan det kan lage partikler. Trikset er at tyngdekraften kan sees gjennom kvanteoptikk. For eksempel representere det som en kraft båret av gravitoner. Selv om det nåværende bildet av kvantetyngdekraften er langt fra fullstendig, er det kjent at disse utallige usynlige partiklene vil oppføre seg som alle andre fundamentale partikler, inkludert potensielt transformerende.
For å teste denne ideen studerte fysikere forholdenedet veldig tidlige universet – lite, varmt og tett. Der ble alle former for materie og energi forstørret til ufattelige skalaer, langt større enn selv våre kraftigste partikkelkolliderere kan oppnå.
Forskere har oppdaget det i dette konseptetEn viktig rolle spilles av gravitasjonsbølger - krusninger i stoffet til rom-tid generert av kollisjoner mellom de mest massive objektene i rommet. De er vanligvis veldig svake og er i stand til å skyve et atom en avstand mindre enn bredden til sin egen kjerne. (Tidligere skrev Hi-Tech at tyngdekraften er den svakeste av de fire hovedkreftene). Men i det tidlige universet kunne bølger være mye sterkere, og dette kan alvorlig påvirke alle prosesser og materie.
Kunstnerens inntrykk av gravitasjonsbølger. Bilde med tillatelse av R. Hurt/Caltech-JPL
"Disse tidlige bølgene sprutet frem og tilbake,øker fra tid til annen», forklarer Paul Sutter, en forskningsprofessor i astrofysikk ved SUNY Stony Brook University og Flatiron Institute i New York, som ikke var involvert i studien. — Alt annet i universet ville bli fanget opp av bølgenes dytt og trekk, noe som ville føre til en resonanseffekt. Gravitasjonsbølger fungerte som en pumpe, og igjen og igjen banket materie i tette klumper.»
Hva er gravitasjonsbølger i stand til?
Gravitasjonsbølger kan også påvirketil det elektromagnetiske feltet. Fordi de er krusninger i selve romtiden, er bølger ikke begrenset til interaksjoner med massive objekter. Når de fortsetter å pumpe, når strålingen i universet ekstremt høye energier. Dette forårsaker til slutt det spontane utseendet til fotoner: tyngdekraften selv genererer lys.
Hva kom forskerne frem til?
Forskerne fant at dette totalt settprosessen er ganske ineffektiv. Det tidlige universet utvidet seg, så standardmodeller av gravitasjonsbølger kunne ikke eksistere lenge. Imidlertid har fysikere sagt at hvis det tidlige universet inneholdt nok materie til at lysets hastighet ble redusert (akkurat som lyset beveger seg langsommere i luft eller vann), ville bølgene ha holdt seg lenge nok til å generere strømmer av ekstra fotoner.
Hvorfor er den nye studien så viktig?
Fysikere forstår ennå ikke heltden komplekse, intrikate fysikken til den kosmiske morgengry. Men hvis forskernes teori er riktig, vil lyset skapt av tyngdekraften antagelig påvirke dannelsen av materie og utviklingen av universet. Det er derfor å studere alle konsekvensene av denne fantastiske prosessen vil føre til en revolusjon i vår forståelse av de tidligste øyeblikkene i vår verden.
Les mer:
Det var et bilde inne i det nest dypeste undersjøiske synkehullet i verden
Se hva som skjedde med Merkur da den kom så nær Solen som mulig
Forskere er klare til å anerkjenne det nye treet som det eldste i verden
På omslaget: Denne kunstnerens inntrykk viser to galakser i det tidlige universet.Den lyse eksplosjonen til venstre er et gammastråleutbrudd.
Forfatter: ESO/L. Calcada