Караңгы затка негизделген жашоо мүмкүнбү?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-16 16:10

Биздин Ааламдагы массалардын басымдуу бөлүгү көрүнбөйт. Ал эми бир топ убакыттан бери физиктер бул кармалгыс массанын эмне экенин түшүнүүгө аракет кылып жатышат. Эгерде ал бөлүкчөлөрдөн жасалган болсо, чоң адрон коллайдери караңгы материя бөлүкчөсүн чыгара алат же космостук телескоп караңгы заттын кагылышууларынын гамма-нурларынын чечендик белгисин көрөт деген үмүт бар. Азырынча эч нерсе жок. Жана бул маселе теориялык физиктерди жаңы идеяларды ойлонууга мажбурлайт.

2017-жылы атактуу физик-теоретик Лиза Рэндалл караңгы заттын укмуштуудай мүмкүнчүлүктөрүнүн бирин изилдеген. Албетте, гипотетикалык. Караңгы затты бөлүкчөлөрдүн белгилүү бир түрү катары кароонун ордуна, ал караңгы материя караңгы жылдыздарды, караңгы галактикаларды, караңгы планеталарды жана балким караңгы жашоону түзгөн бөлүкчөлөрдүн бүтүндөй үй-бүлөсүнөн түзүлүшү мүмкүн деп ойлогон. Караңгы ааламдын химиясы биздин «кадимки химиябыз» сыяктуу бай жана ар түрдүү болушу мүмкүн. Бирок баары ушунчалык жөнөкөй эмес.

Караңгы зат маселеси

Биздин Аалам укмуштуудай, бирок түшүнүксүз жер.

Акыркы бир нече ондогон жылдар ичинде биз Ааламдагы заттын 84,5% көрүнбөй турганын түшүндүк. "Караңгы зат" деген өтө ыңгайсыз лакап аты эске алынса, бул зат "нормалдуу" зат менен өз ара аракеттенбеген абалда. Кара энергия сыяктуу, бул нерселер "караңгы", анткени биз аларды түшүнбөйбүз.

Эгерде менин столумда азыр кара заттын бир бөлүгү болсо, мен ал жөнүндө эч качан биле албайм. Жалпысынан алганда, караңгы заттын бир бөлүгү менин столумда жата албайт. Ал үстөл аркылуу түшүп, пол жана жер кыртышы биздин планетанын өзөгүндөгү тартылуу кудугуна шашат. Же түшүнүксүз түрдө космосто жок болуп кетет. Кара материя кандайдыр бир нерсе менен ушунчалык алсыз аракеттенгендиктен, бул бөлүкчө жөнөкөй материяга ал жоктой түшүп калат.

Кичинекей масштабда караңгы материянын гравитациялык көрүнүшү анчалык деле байкалбайт, бирок космологиялык аралыктарда караңгы заттын болушу сөзсүз сезилет - аны галактика кластерлерине гравитациялык таасири жана галактикалардын айлануусуна тийгизген таасири аркылуу кыйыр түрдө байкоого болот. Биз анын бар экенин билебиз, биз аны көрбөйбүз.

А биз анын эмне экенин билбейбиз, болжолдоп гана айта алабыз

Жөнөкөй зат - бариондук материя деп аталат - электромагниттик, тартылуу, күчтүү жана алсыз күчтөр аркылуу өз ара аракеттенет. Бул күчтөр энергияны өткөрүп, бүт материяга түзүлүш берет. Ал эми кара материя, адатта, алсыз же күчтүү электромагниттик күчтөр аркылуу өз ара аракеттене албаган "материянын" аморфтук булуту катары каралат. Ошондуктан караңгы зат «бариондук эмес» деп болжолдонууда. Бариондук эмес материя өзүнүн бар экендигин гравитациялык жактан гана ачып бере алат.

Караңгы материяны издөөдө башкы талапкер WIMP, алсыз өз ара аракеттенүүчү массивдүү бөлүкчө. WIMP аты айтып тургандай, бул гипотетикалык бөлүкчө кадимки зат менен өз ара аракеттенбейт, ошондуктан ал бариондук эмес.

Түзүлгөн космологиялык моделдер караңгы материя, мисалы, WIMP же "акциялар" түрүндө болсун - биздин Ааламга структура берерин жана адатта биздин Ааламды бүтүндөй кармап турган "клей" деп аталат деп болжолдойт.

Галактикалардын айлануусун байкап жатып, астроном Вера Рубин галактикалардагы заттардын көбү байкалбай турганын байкаган. Бир аз гана пайызы көрүнүп турат - жылдыздар, газ жана чаң; калгандары караңгы материянын эбегейсиз, бирок көрүнбөгөн ореолуна жашынат. Кадимки материянын көзгө көрүнгөн галактикасы биз көрө албагандан да алыска созулган караңгы материянын чоң дөңгөлөкүндөгү капюшон сыяктуу.

Жакында жарыяланган макалада (2013), Рэндалл жана анын кесиптештери караңгы заттын татаал формасын көрсөтүшкөн. Алардын пикири боюнча, биздин галактикабыздын кара материясы бариондук эмес материянын аморфтук массасынын бир түрүнөн гана турбайт.

"Бардык караңгы материя бөлүкчөлөрдүн бир түрүнөн турат деп ойлош абдан кызыктай көрүнөт" деп жазат Рэндалл. "Калыстыксыз илимпоз караңгы заттын биздин кадимки зат сыяктуу ар түрдүү болушуна жол бербеши керек."

Бай "көмүскө аалам"?

Биздин көзгө көрүнгөн аалам физиканын Стандарттык модели - бөлүкчөлөрдүн (анын ичинде атактуу Хиггс бозону да) жана күчтөрдүн жакшы далилденген үй-бүлөсү менен башкарылса, караңгы галактикалык галактикада караңгы заттын бөлүкчөлөрүнүн жана күчтөрүнүн бай жана ар түрдүү модели иштей алабы?

Бул изилдөө ааламдын караңгы секторунда, келгиле, аны "көмүскө аалам" деп атайлы, - биздикине параллелдүү жана биздин көзгө көрүнгөн аалам сунуш кылган бардык татаалдыктарга ээ болгон көптөгөн белгисиз физиканы болжолдоо логикасына таянат.

Астрофизиктер буга чейин "караңгы жылдыздар" - караңгы материядан түзүлгөн жылдыздар - биздин байыркы ааламда ушул күнгө чейин бар болушу мүмкүн деп божомолдошкон. Андай болсо, Рэндаллдын айтымында, балким, "караңгы планеталар" пайда болушу мүмкүн. Ал эми караңгы сектордо жайгаштырылган күчтөр тарабынан башкарылган караңгы зат бөлүкчөлөрүнүн үй-бүлөсү бар болсо, бул татаал химиянын пайда болушуна алып келиши мүмкүнбү? Жана жашоого?

Бирок, биздин ааламга параллелдүү “караңгы” же “көмүскө” жашоо бар болсо, биз аны байкай аларыбызды унутуп койсоңуз болот.

Көмүскө жашоо көмүскөдө кала берет

Бул гипотезаны бардык күнүмдүк сырларды, ал тургай, илим талашып же колдой албаган паранормальный дооматтарды түшүндүрүү үчүн колдонуу азгырык көрүнөт. Эгер "арбактар" же түшүнүксүз "асмандагы жарыктар" ар бир нерсенин артында жашаган караңгы жандыктардын кылыктары болсочу?

Бул логика телешоу же кино үчүн жакшы болмок, бирок бул караңгы жандыктар кадимки зат менен таптакыр туура келбеген көмүскө ааламда жашашмак. Алардын бөлүкчөлөрүнүн жана күчтөрүнүн биздин ааламга эч кандай таасири болбойт. Бул саптарды караңгы токойдогу дарактын дүмүрүндө отуруп окусаңыз болот, ал жөнүндө эч качан билмексиз.

Бирок биз бул көмүскө аалам менен бир эле мейкиндик-убакыт ичинде жашап жаткандыктан – керексиз өлчөмдөрсүз же көп ааламсыз – бир гана сигнал берилиши мүмкүн.

Гравитациялык толкундар 2016-жылы гана ачылган жана бул толкундардын космостук убакытта биринчи жолу аныкталышы кара тешиктердин кагылышынан улам болгон. Караңгы сектордо гравитациялык толкундарды аныктоо мүмкүн болушу мүмкүн окшойт, бирок зымдын аягында караңгы сектордогу эң күчтүү космостук окуяларды гана аныктоого болот.

Жалпысынан алганда, биз сүйкүмдүү караңгы материя жандыктарынын бар экенин эч качан далилдей албайбыз, бирок Рэндалл маанилүү бир жагдайды белгилейт. Караңгы заттын булагын караганыбызда, өзүбүздүн жек көрүүбүздүн сыртын карашыбыз керек; караңгы сектор караңгы зат бөлүкчөлөрүнүн жана биз элестете албаган күчтөрдүн татаал үй-бүлөсү болушу мүмкүн.