Мы привыкли жить в природе, в которой все взаимодействует. На увязке объектов и событий друг с другом основано наше мировосприятие. Разве можно представить нечто, не имеющее отношение ко Вселенной?
Поскольку считается, что все тела состоят из элементарных частиц, то фундаментальными называют взаимодействия именно среди них. Науке пока удобно выделять три-четыре их типа: обычное (т.е. гравитационное), электромагнитное и атомно-ядерное (сильное и слабое).
Однако природа, которую мы видим и понимаем, судя по всему – лишь мизерная часть того, что действительно составляет мир. К этому выводу ученые приходят все больше, пытаясь исследовать то, что принято называть темной материей и темной энергией.
С ними связывают сейчас направление главного прорыва в знаниях о Вселенной.
Кто кандидат в темную материю
Наша привычная, барионная материя, т.е. вещество, состоящее из барионов (нейтронов, протонов и электронов), по сути своей не имеет отношения к гравитации! Млечный Путь, например, не смог бы удержать свои звезды, если бы существовала только барионная материя.
Основное притяжение между звездами создает странная темная часть Галактики, которая не испускает и не отражает свет. Большие массы темной материи, однако, заставляют свет искривляться. Чем, собственно, пока только себя и обнаруживают.
Ученые уверены, что материя эта инертна, неповоротлива, вязка. И она не имеет температуры. Жутковато представлять такое, но звезды и галактики подобны горящим уголькам, брошенным в сосуд со смолой. Смола эта не застывает, но сковывает остывающие угольки, позволяя им двигаться в своей массе лишь в соответствии с общим перемешиванием…
Темная материя, скорее всего, тоже состоит из частиц. Только вот частицы нашей, барионной, материи мы еще как-то обнаруживаем, а «темные элементы» обнаружению пока не поддаются. Потому что они совершенно игнорируют свет. Это странное свойство темных частиц выходит за рамки нашего нынешнего понимания физики.
Лишь в фееричной теории струн есть место некоторым элементарным частицам, которые могли бы как-то объяснить природу темной материи. Это вимпы, аксионы или нейтралино, но они еще не обнаружены и являются лишь предположением.
Другое объяснение может быть в том, что барионная материя – лишь остаточное явление, или побочный продукт в структуре Вселенной. Это как-то решает вопрос с общими правилами движения в галактиках и их скоплениях.
Но уже выявлено, что гравитация в более массивных объектах, таких как сверхскопления галактик, ведет себя иначе. Дело в том, что если бы масса галактик была больше массы видимых в них объектов, сверхскопления вращались бы быстрее.
В общем, все эти капризные странности космических объектов приводят к большим несоответствиям с общей теории относительности Эйнштейна. А это означает, что мы имеем недостаточное или неправильное понимание физики элементарных частиц...
Есть одно из наиболее креативных объяснений темной материи, предполагающее, что мы находимся лишь на неком энергетическом уровне существования среди многих других. При этом соседние уровни могут соответствовать нашему по природе, но находиться в ином «возбуждении».
Свету, путешествующему по всей Вселенной, приходится преодолевать барьеры между уровнями. А поскольку гравитация – это искривление пространства, то она и обнаруживает себя на границах этих разных энергетических уровней благодаря видимому искривлению световых волн.
То есть мы получаем описание темной материи как невидимой массы, создающей гравитацию. Причем эта масса может быть ничем иным, как обычной материей, но из другого энергетического уровня.
А еще мы знаем, чем не является темная материя.
- Во-первых, это не антиматерия, так как антивещество выдает себя уникальными гамма-лучами, как только оно вступает в контакт с нормальным веществом.
- Во-вторых, это не может быть черной дырой. Ведь по природе своей черные дыры компактны, а темная материя, похоже, рассеяна повсюду во Вселенной.
Энергия без света
Если темная материя кажется странной, то все становится еще более запутанным, когда мы добираемся до темной энергии.
Эйнштейн и другие предсказали стабильное расширение Вселенной (со скоростью, которую мы связываем с постоянной Хаббла), но современные измерения показывают более высокую скорость, чем предписывает Общая теория относительности.
До того, как были сделаны эти измерения, считалось, что расширение Вселенной замедлится, и она в конечном итоге схлопнется снова в себя... Но теперь наиболее вероятным результатом является то, что наша Вселенная будет продолжать расширяться всегда, что в конечном итоге приведет к так называемой тепловой смерти.
Вот это непрерывное ускорение Вселенной объясняют наличием некой темной энергии – отталкивающей силе, которая действует противоположным образом, чем сковывающая все вокруг темная материя. Это заставляет Вселенную по-прежнему расширяться, а не свертываться в замкнутые структуры.
Эта энергия расширения - более сильная и более концентрированная, чем все остальное во Вселенной. И если таким свойством обладает пустое пространство, то это означает, что пустое пространство – это не ничто, а нечто!
Пока нет никакого способа обнаружить или измерить темную энергию, но мы можем обратить внимание на последствия ее действия.
Как уже говорилось, наиболее вероятным концом Вселенной является тепловая смерть — расширение, приводящее к превращению вещества в излучение и остановке всех процессов во Вселенной спустя огромное количество времени.
Но такое постоянное разряжение Вселенной должно происходить по всем направлениям. Вместо этого наша мы сталкиваемся в измерениях с очень странным явлением.
Оказывается, Вселенная ведет себя так, как раскручивающийся плоский диск (не даром такую форму имеют почти все галактики!). Но такое может быть возможно лишь благодаря мощному и постоянному притоку энергии.
Так откуда же берется вся эта энергия? Мы пока не знаем. Может, и ниоткуда! Да-да, закон сохранения энергии не применяется ко Вселенной, которая постоянно расширяется, так как общая теория относительности допускает, что энергия может быть навсегда потеряна и получена из ничего!
Скорее всего, мы находимся на этапе познания «темной» энергии, когда уже ясно, что она является притоком неких элементарных частиц. Но пока что это видится так, что частицы спонтанно приходят ниоткуда и способны также возвратиться в никуда.
Продолжая пристальное наблюдение за темной энергией, мы, скорее всего, поймаем ее на каком-то неожиданном «проколе». И тогда сразу шагнем намного вперед в понимании свойств всей нашей Вселенной.
Выше всего клуб СИМФОМИР ценит этику и человечность интернет-познания. Мы рады тем, кто разделяет такие наши взгляды.
Спасибо всем, кто думает по-доброму. Ведь интерес к сенсациям и спорные размышления - не основания, чтобы не быть другом.
C пожеланием неизменной удачи - Ваш СИМФОМИР Symfomir.
