Учурда көрүнбөгөн нерселер

Илим билген жана көргөн нерселер, балким, бар нерселердин кичинекей бир бөлүгү гана. Албетте, илим менен техника “көз карашты” түз мааниде кабыл албашы керек. Көзүбүз аларды көрө албаса да, илим аба жана андагы кычкылтек, радиотолкундар, ультрафиолет нурлары, инфракызыл нурлар жана атомдор сыяктуу нерселерди көптөн бери «көрө» алган.

Биз да кандайдыр бир мааниде көрөбүз антизатал кадимки материя менен зордук-зомбулук менен өз ара аракеттенгенде жана бул жалпысынан татаалыраак маселе, анткени биз муну өз ара аракеттенүүнүн таасиринен, бир кыйла бүтүн мааниде, титирөө катары көргөнүбүз менен, 2015-жылга чейин бул биз үчүн кыйын болгон.

Бирок, биз дагы эле кандайдыр бир мааниде тартылуу күчүн «көрбөйбүз», анткени биз бул өз ара аракеттенүүнүн бир да алып жүрүүчүсүн (б.а., мисалы, гипотетикалык бөлүкчө деп аталган) ача элекпиз. гравитон). Бул жерде тартылуу күчү менен тарыхтын ортосунда кандайдыр бир окшоштук бар экенин белгилей кетүү керек.

Акыркысынын аракетин көрүп турабыз, бирок түз байкабайбыз, анын эмнеден турганын билбейбиз. Бирок бул «көзгө көрүнбөгөн» көрүнүштөрдүн ортосунда принципиалдуу айырма бар. Тартылууга эч ким шек келтирген эмес. Бирок караңгы зат менен (1) башкача.

Кантип г кара энергияанын курамында караңгы заттан да көп деп айтылат. Анын бар экендиги бүтүндөй ааламдын жүрүм-турумуна негизделген гипотеза катары чыгарылган. "Көрүү" караңгы материядан да кыйыныраак болушу мүмкүн, анткени биздин жалпы тажрыйбабыз энергия өзүнүн табияты боюнча материяга караганда сезимдерге (жана байкоо куралдарына) анча жеткиликтүү эмес нерсе бойдон кала берээрин үйрөтөт.

Заманбап божомолдор боюнча, караңгы экөө тең анын мазмунунун 96% түзүшү керек.

Демек, чындыгында, ааламдын өзү да биз үчүн дээрлик көрүнбөйт, анын чегине келгенде, биз адамдын байкоосу менен аныкталгандарды гана билебиз, ал эми анын чыныгы чеги боло тургандарды билебиз - эгерде алар бар болсо. таптакыр.

Бир нерсе бизди бүт галактика менен кошо тартып жатат

Космостогу кээ бир нерселердин көрүнбөгөндүгү, мисалы, 100 кошуна галактикалардын ааламдагы табышмактуу бир чекитке карай тынымсыз жылып жатканы сыяктуу үрөй учурарлык болушу мүмкүн. Улуу аттрактор. Бул аймак болжол менен 220 миллион жарык жылы аралыкта жайгашкан жана окумуштуулар аны гравитациялык аномалия деп аташат. Улуу Аттрактор күндөрдүн квадриллиондорунан турган массасы бар деп эсептелет.

Кеңейип жатканынан баштайлы. Бул Биг Бенгден бери болуп жатат жана бул процесстин учурдагы ылдамдыгы саатына 2,2 миллион километр деп бааланат. Бул биздин галактика жана анын кошуна Андромеда галактикасы да ушундай ылдамдыкта кыймылдашы керек дегенди билдирет, туурабы? Жок эле.

70-жылдары биз космос мейкиндигинин деталдуу карталарын түздүк. Микротолкундуу фону (CMB) Аалам жана биз Саманчынын жолунун бир тарабы экинчисине караганда жылуураак экенин байкадык. Айырма Цельсий градусунун жүздөн бир бөлүгүнө да жетпейт, бирок биз Кентавр топ жылдызына карай секундасына 600 км ылдамдыкта баратканыбызды түшүнүү үчүн жетиштүү болду.

Бир нече жылдан кийин биз бир гана биз эмес, бизден жүз миллион жарык жыл аралыгындагы ар бир адам бир багытта жылып баратканын байкадык. Мынчалык чоң аралыктарга кеңейүүгө туруштук бере турган бир гана нерсе бар, ал – тартылуу.

Мисалы, Андромеда бизден алысташы керек, бирок 4 миллиард жылдан кийин биз аны менен кагылышыбыз керек. Жетиштүү масса кеңейүүгө туруштук бере алат. Алгач окумуштуулар бул ылдамдыкты жергиликтүү суперкластер деп аталган аймактын четинде жайгашканыбызга байланыштуу деп ойлошкон.

Бул сырдуу Улуу Аттракторду көрүү эмне үчүн биз үчүн мынчалык кыйын? Тилекке каршы, бул биздин көз карашыбызды тоскон өзүбүздүн галактикабыз. Саманчынын жолу аркылуу биз ааламдын 20%дайын көрө албайбыз. Болгону, ал Улуу Аттрактордун турган жерине барат. Рентген жана инфракызыл байкоолор менен бул пардадан өтүү теориялык жактан мүмкүн, бирок бул так сүрөттөлүш бербейт.

Бул кыйынчылыктарга карабастан, Улуу Аттрактордун бир аймагында 150 миллион жарык жылы аралыкта галактика бар экени аныкталган. Cluster Norma. Анын артында 650 миллион жарык жылы алыстыкта, 10 XNUMX массасын камтыган андан да чоң суперкластер бар. галактика, бизге белгилүү ааламдагы ири объектилердин бири.

Ошентип, окумуштуулар Улуу Аттрактор деп сунушташат тартылуу борбору галактикалардын көптөгөн суперкластерлери, анын ичинде биздики - Саманчынын жолу сыяктуу жалпысынан 100гө жакын объект. Бул караңгы энергиянын чоң жыйындысы же чоң тартылуу күчү бар жогорку тыгыздыктагы аймак деген теориялар да бар.

Кээ бир изилдөөчүлөр бул жөн гана ааламдын акыркы ... акырын алдын ала айтуу деп эсептешет. Улуу Депрессия аалам бир нече триллион жылдан кийин, кеңейүү басаңдап, тескери карай баштаганда, калыңдайт дегенди билдирет. Убакыттын өтүшү менен бул бардыгын, анын ичинде өзүн да жей турган супермассивге алып келет.

Бирок, илимпоздор белгилегендей, Ааламдын кеңейиши акыры Улуу Аттрактордун күчүн талкалайт. Биздин ага карай ылдамдыгыбыз бардыгы кеңейип жаткан ылдамдыктын бештен бир бөлүгүн түзөт. Биз бир бөлүгү болгон Ланиаканын (2) кеңири жергиликтүү түзүлүшү башка көптөгөн космостук объектилер сыяктуу эле бир күнү жок болушу керек.

Табияттын бешинчи күчү

Биз көрө албаган, бирок кийинчерээк олуттуу шектенген нерсе - бул бешинчи таасир деп аталган нерсе.

ЖМКларда айтылып жаткан нерселердин ачылышы кызыктуу аталыштагы гипотетикалык жаңы бөлүкчө жөнүндө божомолдорду камтыйт. X17кара заттын жана кара энергиянын сырын түшүндүрүүгө жардам берет.

Төрт өз ара аракеттешүү белгилүү: тартылуу күчү, электромагнетизм, күчтүү жана алсыз атомдук өз ара аракеттешүү. Атомдордун микро чөйрөсүнөн баштап галактикалардын чоң масштабына чейин белгилүү болгон төрт күчтүн затка тийгизген таасири жакшы документтештирилген жана көпчүлүк учурда түшүнүктүү. Бирок, биздин ааламдын массасынын болжол менен 96% караңгы материя жана кара энергия деп аталган бүдөмүк, түшүнүксүз нерселерден түзөөрүн эске алганда, окумуштуулар бул төрт күч космостогу бардык нерсени билдирбейт деп көптөн бери шектенип келишкени таң калыштуу эмес. . улантат.

Жаңы күчтү сүрөттөөгө аракет, анын автору жетектеген команда Аттила Красногорская (3), Венгриянын Илимдер академиясынын Ядролук изилдөөлөр институтунда (ATOMKI) өткөн күздө биз уккан физика сырдуу күчтөрдүн бар экендигинин биринчи белгиси болгон эмес.

Ошол эле окумуштуулар биринчи жолу 2016-жылы протондорду химиялык элементтердин варианттары болгон изотопторго айландыруу боюнча эксперимент жүргүзгөндөн кийин "бешинчи күч" жөнүндө жазышкан. Окумуштуулар протондор литий-7 деп аталган изотопту бериллий-8 деп аталган атомдун туруксуз түрүнө айландырганын көрүшкөн.

3. Проф. Аттила Краснохоркай (оңдо)

Бериллий-8 ажыроодо жуп электрондор менен позитрондор пайда болгон, алар бири-бирин түртүп, бөлүкчөлөрдүн бурч менен учуп чыгышына себеп болгон. Команда ажыроо процессинде бөлүнүп чыккан жарык энергиясы менен бөлүкчөлөр учкан бурчтардын ортосундагы корреляцияны көрүүнү күткөн. Тескерисинче, электрондор менен позитрондор алардын моделдери болжолдонгондон 140 градуска дээрлик жети эсе көп бурулуп, күтүүсүз натыйжа болду.

«Көзгө көрүнгөн дүйнө жөнүндөгү биздин бардык билимдерибизди бөлүкчөлөр физикасынын Стандарттык модели деп аталган моделдин жардамы менен сүрөттөөгө болот», - деп жазат Красногоркай. «Бирок ал электрондон оор жана мюондон жеңил, электрондон 207 эсе оор бөлүкчөлөрдү камсыз кылбайт. Эгерде биз жогорудагы массалык терезеден жаңы бөлүкчө тапсак, бул Стандарттык моделге кирбеген жаңы өз ара аракеттенүүнү көрсөтөт.

Табышмактуу объект X17 деп аталды, анткени анын болжолдуу массасы 17 мегаэлектронвольт (МэВ), электрондукунан 34 эсе көп. Окумуштуулар тритийдин гелий-4кө ажырашына көз салышты жана дагы бир жолу таң калыштуу диагоналдык разрядды байкашты, бул массасы болжол менен 17 МэВ болгон бөлүкчөнү көрсөттү.

"Фотон электромагниттик күчкө, глюон күчтүү күчкө, ал эми W жана Z бозондор алсыз күчкө ортомчулук кылат" деп түшүндүрдү Краснахоркай.

«Биздин X17 бөлүкчөбүз жаңы өз ара аракеттенүүгө ортомчулук кылышы керек, бешинчи. Жаңы натыйжа биринчи эксперимент жөн эле кокустук болгон же натыйжалар система катасын пайда кылуу ыктымалдыгын азайтат."

Аяк астындагы кара зат

Улуу Ааламдан, табышмактардын жана улуу физиканын сырларынын бүдөмүк чөйрөсүнөн, келгиле, Жерге кайтып келели. Биз бул жерде таң калыштуу маселеге туш болуп жатабыз... ичиндеги нерселердин баарын көрүү жана так чагылдыруу (4).

Бир нече жыл мурун биз жөнүндө МТ жазган жердин өзөгүнүн сырыпарадокс анын жаралышы менен байланышкан жана анын табияты жана түзүлүшү кандай экени так белгисиз. менен тестирлөө сыяктуу ыкмаларыбыз бар сейсмикалык толкундар, ошондой эле илимий макулдашуу бар Жердин ички түзүлүшүнүн моделин иштеп чыгууга жетишкен.

Бирок алыскы жылдыздарга жана галактикаларга салыштырмалуу, мисалы, бутубуздун астында эмне бар экенин түшүнүүбүз алсыз. Космостук объектилерди, атүгүл өтө алыскыларды да, биз жөн гана көрөбүз. Өзөк, мантиянын катмарлары, ал тургай жер кыртышынын тереңирээк катмарлары жөнүндө да ушуну айтууга болбойт..

Эң түз изилдөөлөр гана бар. Тоо өрөөндөрүндө бир нече километр тереңдиктеги таштар ачылат. Эң терең чалгындоо скважиналары 12 километрден бир аз ашык тереңдикке чейин созулат.

Тереңирээктерин курган тоо тектер жана минералдар жөнүндө маалымат ксенолиттер, б.а. вулкандык процесстердин натыйжасында жердин түбүнөн үзүлүп кеткен жана ташылып кеткен тоо тектеринин сыныктары. Алардын негизинде петрологдор бир нече жүз километр тереңдиктеги минералдардын курамын аныктай алышат.

Жердин радиусу 6371 км, бул биздин бардык «инфильтраторлорубуз» үчүн оңой жол эмес. Эбегейсиз зор басымдын жана 5 градус Цельсийдин температурасына байланыштуу, жакынкы келечекте эң терең ички түз байкоо жүргүзүү үчүн жеткиликтүү болуп калат деп күтүү кыйын.

Анда Жердин ички түзүлүшүнүн түзүлүшү жөнүндө билгендерибизди кайдан билебиз? Мындай маалымат жер титирөөлөрдөн пайда болгон сейсмикалык толкундар менен берилет, б.а. серпилгич чөйрөдө таралуучу серпилгич толкундар.

Алар соккулардан пайда болгондугунан улам аталышын алышкан. Серпилгич (сейсмикалык) толкундардын эки түрү серпилгич (тоолуу) чөйрөдө таралышы мүмкүн: ылдамыраак - узунунан жана жайыраак - туурасынан. Биринчиси чөйрөнүн толкундун таралуу багыты боюнча болгон термелүүсү, ал эми чөйрөнүн туурасынан кеткен термелүүлөрүндө алар толкундун таралуу багытына перпендикуляр пайда болот.

Адегенде узунунан кеткен толкундар (лат. primae), туурасынан кеткен толкундар экинчи (лат. secundae) жазылат, ушундан улам алардын сейсмологиядагы салттуу белгиси – узунунан р жана туурасынан кеткен s толкундары. P-толкундар s караганда 1,73 эсе ылдамыраак.

Сейсмикалык толкундар берген маалымат серпилгич касиеттерге негизделген Жердин ички түзүлүшүнүн моделин түзүүгө мүмкүндүк берет. негизинде башка физикалык касиеттерин аныктай алабыз гравитациялык талаа (тыгыздык, басым), байкоо магниттеллюрдук токтар Жер мантиясында пайда болгон (электр өткөргүчтүктү бөлүштүрүү) же жердин жылуулук агымынын ажыроо.

Петрологиялык составды жогорку басымдын жана температуранын шарттарында минералдардын жана тоо тектеринин касиеттерин лабораториялык изилдөөлөр менен салыштыруунун негизинде аныктоого болот.

Жер жылуулук чачат, анын кайдан келгени белгисиз. Жакында эле эң колго алынгыс элементардык бөлүкчөлөргө байланыштуу жаңы теория пайда болду. Бул биздин планетанын ичинен нурлануучу жылуулук сырын маанилүү белгилерин табият менен камсыз болушу мүмкүн деп эсептелет. нейтрино - өтө кичине массадагы бөлүкчөлөр - Жердин ичегисинде болуп жаткан радиоактивдүү процесстерден бөлүнүп чыккан.

Радиоактивдүүлүктүн негизги белгилүү булактары туруксуз торий жана калий болуп саналат, биз жер бетинен 200 км ге чейинки тоо тектеринин үлгүлөрүнөн билебиз. Эмне тереңирээк жатканы буга чейин белгисиз.

Биз аны билебиз геонейтрино урандын ажыроо учурунда бөлүнүп чыккандар калийдин ажыроо учурунда бөлүнүп чыккан энергияга караганда көбүрөөк энергияга ээ. Ошентип, геонейтринолордун энергиясын өлчөө менен алардын кандай радиоактивдүү материалдан экенин биле алабыз.

Тилекке каршы, геонейтринолорду аныктоо өтө кыйын. Ошондуктан, 2003-жылы алардын биринчи байкоосу болжол менен толтурулган чоң жер астындагы детекторду талап кылган. тонна суюктук. Бул детекторлор суюктуктагы атомдор менен кагылышууларды аныктоо аркылуу нейтринолорду өлчөйт.

Ошондон бери геонейтрино бул технологияны колдонуу менен бир гана экспериментте байкалган (5). Муну эки өлчөө тең көрсөтүп турат Жердин радиоактивдүүлүктөн алынган жылуулуктун жарымына жакыны (20 тераваттык) уран менен торийдин чириши менен түшүндүрүлөт. Калган 50% булагы... эмне экени азырынча белгисиз.

5. Жердеги геонейтрино эмиссиясынын интенсивдүүлүгүнүн моделдик картасы - болжолдоолор

2017-жылдын июль айында имараттын курулушу башталган ДУНЕболжол менен 2024-жылы аяктоо пландаштырылууда. Объект Түштүк Дакота штатындагы мурдагы Хоумстекте дээрлик 1,5 км жер астында жайгашат.

Окумуштуулар эң аз түшүнүлгөн фундаменталдык бөлүкчөлөрдүн бири болгон нейтринолорду кылдат изилдеп, заманбап физиканын эң маанилүү суроолоруна жооп берүү үчүн DUNE программасын колдонууну пландаштырууда.

2017-жылдын август айында окумуштуулардын эл аралык тобу Physical Review D журналында DUNEди сканер катары Жердин ички бөлүгүн изилдөө үчүн кыйла инновациялык колдонууну сунуш кылган макаласын жарыялаган. Сейсмикалык толкундарга жана скважиналарга планетанын ички бөлүктөрүн изилдөөнүн жаңы ыкмасы кошулмак, бул, балким, бизге анын таптакыр жаңы сүрөтүн көрсөтөт. Бирок, бул азырынча идея гана.

Космостук караңгы материядан биз планетабыздын ичине жеттик, биз үчүн караңгылыктан кем эмес. жана бул нерселердин өтпөгөндүгү тынчсыздандырат, бирок биз Жерге салыштырмалуу жакын жайгашкан бардык объектилерди, айрыкча аны менен кагылышуу жолунда турган объекттерди көрбөйбүз деген тынчсыздануу сыяктуу эмес.

Бирок, бул бир аз башкача тема, биз жакында МТда кеңири талкууладык. Биздин байкоонун методдорун иштеп чыгууга болгон умтулу-шубуз бардык контексттерде толук акталат.