ნივთები, რომლებიც ამჟამად უხილავია

ის, რაც მეცნიერებამ იცის და ხედავს, მხოლოდ მცირე ნაწილია იმისა, რაც სავარაუდოდ არსებობს. რა თქმა უნდა, მეცნიერებამ და ტექნოლოგიამ სიტყვასიტყვით არ უნდა მიიღოს „ხედვა“. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენი თვალები მათ ვერ ხედავენ, მეცნიერებას დიდი ხანია შეუძლია „დაინახოს“ ისეთი რამ, როგორიცაა ჰაერი და მასში შემავალი ჟანგბადი, რადიოტალღები, ულტრაიისფერი შუქი, ინფრაწითელი გამოსხივება და ატომები.

ჩვენ ასევე ვხედავთ გარკვეული გაგებით ანტიმატერიაროდესაც ის ძალადობრივად ურთიერთქმედებს ჩვეულებრივ მატერიასთან და ეს, ზოგადად, უფრო რთული პრობლემაა, რადგან მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ ამას ვხედავდით ურთიერთქმედების ეფექტებში, უფრო ჰოლისტიკური გაგებით, როგორც ვიბრაცია, ჩვენთვის 2015 წლამდე ეს გაუგებარი იყო.

თუმცა, ჩვენ ჯერ კიდევ გარკვეული გაგებით ვერ „ვხედავთ“ გრავიტაციას, რადგან ჯერ არ აღმოგვიჩენია ამ ურთიერთქმედების ერთი მატარებელი (ანუ, მაგალითად, ჰიპოთეტური ნაწილაკი ე.წ. გრავიტონი). აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ არსებობს გარკვეული ანალოგია გრავიტაციის ისტორიასა და .

ჩვენ ვხედავთ ამ უკანასკნელის მოქმედებას, მაგრამ პირდაპირ არ ვაკვირდებით, არ ვიცით რისგან შედგება. თუმცა, ამ „უხილავ“ ფენომენებს შორის ფუნდამენტური განსხვავებაა. გრავიტაციაში არავის დაუსვამს ეჭვი. მაგრამ ბნელ მატერიასთან (1) სხვაგვარადაა.

როგორ გ ბნელი ენერგიარომელიც, როგორც ამბობენ, ბნელ მატერიაზე მეტსაც კი შეიცავს. მისი არსებობა დადგინდა, როგორც ჰიპოთეზა, რომელიც დაფუძნებულია მთლიანად სამყაროს ქცევაზე. მისი „დანახვა“ უფრო რთულია, ვიდრე ბნელი მატერია, თუნდაც მხოლოდ იმიტომ, რომ ჩვენი საერთო გამოცდილება გვასწავლის, რომ ენერგია, თავისი ბუნებით, რჩება რაღაც ნაკლებად ხელმისაწვდომი გრძნობებისთვის (და დაკვირვების ინსტრუმენტებისთვის), ვიდრე მატერია.

თანამედროვე ვარაუდების თანახმად, ორივე ბნელი უნდა შეადგენდეს მისი შინაარსის 96%.

ასე რომ, სინამდვილეში, თვით სამყაროც კი ჩვენთვის დიდწილად უხილავია, რომ აღარაფერი ვთქვათ, რომ როდესაც საქმე ეხება მის საზღვრებს, ჩვენ ვიცით მხოლოდ ის, რაც განისაზღვრება ადამიანის დაკვირვებით, და არა ის, რაც იქნებოდა მისი ნამდვილი უკიდურესობა - თუ ისინი არსებობენ. საერთოდ.

რაღაც გვიზიდავს მთელ გალაქტიკასთან ერთად

კოსმოსში ზოგიერთი ნივთის უხილავობა შეიძლება იყოს შემზარავი, მაგალითად ის ფაქტი, რომ 100 მეზობელი გალაქტიკა მუდმივად მოძრაობს სამყაროს იდუმალი წერტილისკენ, რომელიც ცნობილია როგორც დიდი მიმზიდველი. ეს რეგიონი ჩვენგან დაახლოებით 220 მილიონი სინათლის წლისაა და მეცნიერები მას გრავიტაციულ ანომალიას უწოდებენ. ითვლება, რომ დიდ მიმზიდველს აქვს მზის მასა კვადრილიონი.

დავიწყოთ იმით, რომ ის ფართოვდება. ეს დიდი აფეთქების შემდეგ ხდება და ამ პროცესის ამჟამინდელი სიჩქარე საათში 2,2 მილიონი კილომეტრია. ეს ნიშნავს, რომ ჩვენი გალაქტიკა და მისი მეზობელი ანდრომედას გალაქტიკა ასევე უნდა მოძრაობდეს ამ სიჩქარით, არა? Ნამდვილად არ.

70-იან წლებში ჩვენ შევქმენით გარე კოსმოსის დეტალური რუქები. მიკროტალღური ფონი (CMB) სამყარო და ჩვენ შევამჩნიეთ, რომ ირმის ნახტომის ერთი მხარე მეორეზე თბილია. სხვაობა ცელსიუსის მეასედზე ნაკლები იყო, მაგრამ ჩვენთვის საკმარისი იყო იმის გაგება, რომ თანავარსკვლავედი კენტავრისკენ წამში 600 კმ სიჩქარით მივდიოდით.

რამდენიმე წლის შემდეგ აღმოვაჩინეთ, რომ არა მხოლოდ ჩვენ, არამედ ყველა ჩვენგანი ასი მილიონი სინათლის წლის მანძილზე ერთი მიმართულებით მოძრაობდა. არსებობს მხოლოდ ერთი რამ, რასაც შეუძლია წინააღმდეგობა გაუწიოს გაფართოებას ასეთ დიდ დისტანციებზე, ეს არის გრავიტაცია.

მაგალითად, ანდრომედა ჩვენგან უნდა მოშორდეს, მაგრამ 4 მილიარდ წელიწადში მოგვიწევს... შეჯახება. საკმარის მასას შეუძლია გაუძლოს გაფართოებას. თავიდან მეცნიერებს ეგონათ, რომ ეს სიჩქარე განპირობებული იყო ჩვენი მდებარეობით ეგრეთ წოდებული ლოკალური სუპერკლასტერის გარეუბანში.

რატომ გვიჭირს ამ იდუმალი დიდი მოზიდვის ნახვა? სამწუხაროდ, ეს არის ჩვენი საკუთარი გალაქტიკა, რომელიც გვიბლოკავს ხედვას. ირმის ნახტომის სარტყლის მეშვეობით ჩვენ ვერ ვხედავთ სამყაროს დაახლოებით 20%-ს. ისე ხდება, რომ ის მიდის ზუსტად იქ, სადაც არის დიდი მიმზიდველი. თეორიულად შესაძლებელია ამ ფარდის შეღწევა რენტგენის და ინფრაწითელი დაკვირვებით, მაგრამ ეს არ იძლევა ნათელ სურათს.

მიუხედავად ამ სირთულეებისა, აღმოჩნდა, რომ დიდი მიმზიდველის ერთ რეგიონში, 150 მილიონი სინათლის წლის მანძილზე, არის გალაქტიკა. კლასტერ ნორმა. მის უკან არის კიდევ უფრო მასიური სუპერგროვა, 650 მილიონი სინათლის წლის მანძილზე, რომელიც შეიცავს 10 მასას. გალაქტიკა, ჩვენთვის ცნობილი სამყაროს ერთ-ერთი უდიდესი ობიექტი.

ასე რომ, მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ დიდი მიმზიდველი სიმძიმის ცენტრი გალაქტიკების მრავალი სუპერგროვა, მათ შორის ჩვენიც - სულ დაახლოებით 100 ობიექტი, როგორიცაა ირმის ნახტომი. ასევე არსებობს თეორიები, რომ ეს არის ბნელი ენერგიის უზარმაზარი კოლექცია ან მაღალი სიმკვრივის ფართობი უზარმაზარი გრავიტაციული წევით.

ზოგიერთი მკვლევარი თვლის, რომ ეს მხოლოდ სამყაროს საბოლოო... დასასრულის წინასწარ გემოა. დიდი დეპრესია ნიშნავს, რომ სამყარო გასქელდება რამდენიმე ტრილიონ წელიწადში, როდესაც გაფართოება შენელდება და დაიწყებს უკან დაბრუნებას. დროთა განმავლობაში, ეს გამოიწვევს სუპერმასივს, რომელიც შეჭამს ყველაფერს, მათ შორის საკუთარ თავს.

თუმცა, როგორც მეცნიერები აღნიშნავენ, სამყაროს გაფართოება საბოლოოდ დაამარცხებს დიდი მიმზიდველის ძალას. ჩვენი სიჩქარე მისკენ არის სიჩქარის მხოლოდ მეხუთედი, რომლითაც ყველაფერი ფართოვდება. Laniakea-ს (2) უზარმაზარი ადგილობრივი სტრუქტურა, რომლის ნაწილიც ჩვენ ვართ, ერთ მშვენიერ დღეს მოუწევს დაშლა, ისევე როგორც ბევრი სხვა კოსმოსური არსება.

ბუნების მეხუთე ძალა

ის, რასაც ჩვენ ვერ ვხედავთ, მაგრამ სერიოზულად ეჭვმიტანილია ბოლო დროს, არის მეხუთე ზემოქმედების ე.წ.

მედიაში გავრცელებული ინფორმაციის აღმოჩენა გულისხმობს სპეკულაციას ჰიპოთეტური ახალი ნაწილაკების შესახებ დამაინტრიგებელი სახელით. X17შეუძლია ახსნას ბნელი მატერიისა და ბნელი ენერგიის საიდუმლოება.

ცნობილია ოთხი ურთიერთქმედება: გრავიტაცია, ელექტრომაგნიტიზმი, ძლიერი და სუსტი ატომური ურთიერთქმედება. ოთხი ცნობილი ძალის გავლენა მატერიაზე, ატომების მიკროსამეფოდან გალაქტიკების კოლოსალურ მასშტაბებამდე, კარგად არის დოკუმენტირებული და უმეტეს შემთხვევაში გასაგები. თუმცა, თუ გავითვალისწინებთ, რომ ჩვენი სამყაროს მასის დაახლოებით 96% შედგება ბუნდოვანი, აუხსნელი საგნებისგან, რომლებსაც ბნელი მატერია და ბნელი ენერგია ეწოდება, გასაკვირი არ არის, რომ მეცნიერები დიდი ხანია ეჭვობენ, რომ ეს ოთხი ძალა არ წარმოადგენს ყველაფერს კოსმოსში. . აგრძელებს.

ახალი ძალის აღწერის მცდელობა, რომლის ავტორი გუნდია, რომელსაც ხელმძღვანელობს ატილა კრასნაგორსკაია (3), უნგრეთის მეცნიერებათა აკადემიის ბირთვული კვლევების ინსტიტუტში (ATOMKI) ფიზიკა, რომლის შესახებაც გასულ შემოდგომაზე გავიგეთ, არ იყო იდუმალი ძალების არსებობის პირველი მითითება.

იგივე მეცნიერებმა პირველად დაწერეს „მეხუთე ძალის“ შესახებ 2016 წელს, პროტონების იზოტოპებად გადაქცევის ექსპერიმენტის ჩატარების შემდეგ, რომლებიც ქიმიური ელემენტების ვარიანტებია. მკვლევარები აკვირდებოდნენ, როგორ აქცევდნენ პროტონები ლითიუმ-7-ის სახელით ცნობილ იზოტოპს ატომის არასტაბილურ ტიპად, სახელად ბერილიუმ-8.

3. პროფ. ატილა კრასნაჰორკაი (მარჯვნივ)

ბერილიუმ-8-ის დაშლისას წარმოიქმნა ელექტრონებისა და პოზიტრონების წყვილი, რომლებიც ერთმანეთს უკუაგდებდნენ, რის შედეგადაც ნაწილაკები კუთხით გაფრინდნენ. ჯგუფი მოელოდა, რომ დაინახავდა კორელაციას დაშლის პროცესის დროს გამოსხივებულ სინათლის ენერგიასა და ნაწილაკების დაშორების კუთხეებს შორის. ამის ნაცვლად, ელექტრონები და პოზიტრონები გადახრილი იქნა 140 გრადუსით, თითქმის შვიდჯერ უფრო ხშირად, ვიდრე მათი მოდელები იწინასწარმეტყველეს, რაც მოულოდნელი შედეგი იყო.

„ხილული სამყაროს შესახებ მთელი ჩვენი ცოდნა შეიძლება აღწერილი იყოს ეგრეთ წოდებული ნაწილაკების ფიზიკის სტანდარტული მოდელის გამოყენებით“, წერს კრასნაგორკაი. „თუმცა, ის არ ითვალისწინებს ელექტრონზე მძიმე და მიონზე მსუბუქ ნაწილაკებს, რაც ელექტრონზე 207-ჯერ მძიმეა. თუ ჩვენ ვიპოვით ახალ ნაწილაკს ზემოთ მოყვანილ მასის ფანჯარაში, ეს მიუთითებს რაიმე ახალ ურთიერთქმედებაზე, რომელიც არ შედის სტანდარტულ მოდელში.

იდუმალ ობიექტს დაარქვეს X17 მისი სავარაუდო მასის 17 მეგაელექტრონვოლტი (MeV), დაახლოებით 34-ჯერ მეტი ელექტრონის მასის გამო. მკვლევარებმა დააკვირდნენ ტრიტიუმის ჰელიუმ-4-ად დაშლას და კიდევ ერთხელ დააფიქსირეს უცნაური დიაგონალური გამონადენი, რაც მიუთითებს ნაწილაკზე, რომლის მასა დაახლოებით 17 მევ-ია.

"ფოტონი შუამავლობს ელექტრომაგნიტურ ძალას, გლუონი - ძლიერ ძალას, ხოლო W და Z ბოზონები სუსტ ძალას", - განმარტა კრასნაჰორკაიმ.

„ჩვენი ნაწილაკი X17 უნდა იყოს შუამავალი ახალი ურთიერთქმედების, მეხუთე. ახალი შედეგი ამცირებს იმის ალბათობას, რომ პირველი ექსპერიმენტი იყო მხოლოდ დამთხვევა, ან რომ შედეგებმა გამოიწვია სისტემის შეცდომა.

ბნელი მატერია ფეხქვეშ

დიდი სამყაროდან, დიდი ფიზიკის გამოცანებისა და საიდუმლოებების ბუნდოვანი სფეროდან, დავუბრუნდეთ დედამიწას. აქ საკმაოდ გასაკვირი პრობლემის წინაშე ვდგავართ... ყველაფრის ნახვისა და ზუსტად გამოსახვის, რაც შიგნით არის (4).

რამდენიმე წლის წინ ჩვენ ვწერდით MT-ში ამის შესახებ დედამიწის ბირთვის საიდუმლორომ მის შექმნასთან არის დაკავშირებული პარადოქსი და ზუსტად არ არის ცნობილი მისი ბუნება და სტრუქტურა. ჩვენ გვაქვს ისეთი მეთოდები, როგორიცაა ტესტირება სეისმური ტალღები, ასევე მოახერხა დედამიწის შიდა სტრუქტურის მოდელის შემუშავება, რაზეც არსებობს სამეცნიერო შეთანხმება.

თუმცა მაგალითად, შორეულ ვარსკვლავებთან და გალაქტიკებთან შედარებით, სუსტია იმის გაგება, თუ რა დევს ჩვენს ფეხქვეშ. ჩვენ უბრალოდ ვხედავთ კოსმოსურ ობიექტებს, თუნდაც ძალიან შორეულს. იგივეს ვერ ვიტყვით ბირთვზე, მანტიის ფენებზე ან თუნდაც დედამიწის ქერქის ღრმა ფენებზე..

ხელმისაწვდომია მხოლოდ ყველაზე პირდაპირი კვლევა. მთის ხეობები რამდენიმე კილომეტრის სიღრმეზე ქანებს აჩენს. ყველაზე ღრმა საძიებო ჭები ვრცელდება 12 კმ-ზე მეტ სიღრმეზე.

ინფორმაცია ქანებისა და მინერალების შესახებ, რომლებიც აშენებენ უფრო ღრმას, მოწოდებულია ქსენოლითებით, ე.ი. ვულკანური პროცესების შედეგად ამოხეთქილი და დედამიწის ნაწლავებიდან გატანილი ქანების ფრაგმენტები. მათ საფუძველზე, ნავთობოლოგებს შეუძლიათ განსაზღვრონ მინერალების შემადგენლობა რამდენიმე ასეული კილომეტრის სიღრმეზე.

დედამიწის რადიუსი 6371 კმ-ია, რაც ჩვენი ყველა „ინფილტრატორისთვის“ მარტივი გზა არ არის. უზარმაზარი წნევისა და ტემპერატურის გამო, რომელიც დაახლოებით 5 გრადუს ცელსიუსს აღწევს, ძნელი მოსალოდნელია, რომ უახლოეს მომავალში ყველაზე ღრმა ინტერიერი ხელმისაწვდომი გახდება პირდაპირი დაკვირვებისთვის.

მაშ, როგორ გავიგოთ ის, რაც ვიცით დედამიწის ინტერიერის სტრუქტურის შესახებ? ასეთ ინფორმაციას გვაწვდის მიწისძვრების შედეგად წარმოქმნილი სეისმური ტალღები, ე.ი. ელასტიური ტალღები, რომლებიც ვრცელდება ელასტიურ გარემოში.

მათ სახელი მიიღეს იმის გამო, რომ ისინი წარმოიქმნება დარტყმით. დრეკადი (სეისმური) ტალღების ორი ტიპი შეიძლება გავრცელდეს დრეკად (მთიან) გარემოში: უფრო სწრაფი - გრძივი და ნელი - განივი. პირველი არის საშუალო რხევები, რომლებიც წარმოიქმნება ტალღის გავრცელების მიმართულებით, ხოლო საშუალების განივი რხევების დროს ისინი წარმოიქმნება ტალღის გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულურად.

გრძივი ტალღები პირველად აღირიცხება (ლათ. primae), ხოლო განივი ტალღები - მეორე (ლათ. secundae), აქედან მოდის მათი ტრადიციული მარკირება სეისმოლოგიაში - გრძივი ტალღები p და განივი s. P- ტალღები დაახლოებით 1,73-ჯერ უფრო სწრაფია ვიდრე s.

სეისმური ტალღებით მოწოდებული ინფორმაცია შესაძლებელს ხდის დედამიწის ინტერიერის მოდელის აგებას ელასტიურ თვისებებზე დაყრდნობით. ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ სხვა ფიზიკური თვისებების საფუძველზე გრავიტაციული ველი (სიმკვრივე, წნევა), დაკვირვება მაგნიტოტელურური დენები წარმოქმნილი დედამიწის მანტიაში (ელექტრული გამტარობის განაწილება) ან დედამიწის სითბოს ნაკადის დაშლა.

პეტროლოგიური შემადგენლობა შეიძლება განისაზღვროს მინერალებისა და ქანების თვისებების ლაბორატორიულ კვლევებთან შედარებით მაღალი წნევისა და ტემპერატურის პირობებში.

დედამიწა ასხივებს სითბოს და უცნობია საიდან მოდის. ახლახან გაჩნდა ახალი თეორია, რომელიც დაკავშირებულია ყველაზე გაუგებარ ელემენტარულ ნაწილაკებთან. ითვლება, რომ ჩვენი პლანეტის შიგნიდან გამოსხივებული სითბოს საიდუმლოების მნიშვნელოვანი მინიშნებები ბუნებამ შეიძლება მოგვაწოდოს. ნეიტრინო - უკიდურესად მცირე მასის ნაწილაკები - გამოსხივებული რადიოაქტიური პროცესებით, რომლებიც ხდება დედამიწის ნაწლავებში.

რადიოაქტიურობის ძირითადი ცნობილი წყაროებია არასტაბილური თორიუმი და კალიუმი, როგორც ვიცით ქანების ნიმუშებიდან 200 კმ-მდე დედამიწის ზედაპირიდან. რა არის უფრო ღრმა, უკვე უცნობია.

ჩვენ ვიცით გეონეიტრინო ურანის დაშლის დროს გამოყოფილს უფრო მეტი ენერგია აქვს ვიდრე კალიუმის დაშლის დროს გამოყოფილს. ამგვარად, გეონეიტრინოების ენერგიის გაზომვით, ჩვენ შეგვიძლია გავარკვიოთ, თუ რა რადიოაქტიური მასალისგან მოდიან ისინი.

სამწუხაროდ, გეონეიტრინოების აღმოჩენა ძალიან რთულია. ამიტომ, მათი პირველი დაკვირვება 2003 წელს მოითხოვდა უზარმაზარი მიწისქვეშა დეტექტორით სავსე დაახლ. ტონა სითხე. ეს დეტექტორები ზომავენ ნეიტრინოებს სითხეში ატომებთან შეჯახების გამოვლენით.

მას შემდეგ გეონეიტრინოები მხოლოდ ერთ ექსპერიმენტში დაფიქსირდა ამ ტექნოლოგიის გამოყენებით (5). ორივე გაზომვა აჩვენებს ამას დედამიწის სითბოს დაახლოებით ნახევარი რადიოაქტიურობიდან (20 ტერავატი) შეიძლება აიხსნას ურანის და თორიუმის დაშლით. დარჩენილი 50%-ის წყარო... ჯერჯერობით უცნობია რა.

5. დედამიწაზე გეონეიტრინო ემისიების ინტენსივობის მოდელის რუკა - პროგნოზები

2017 წლის ივლისში დაიწყო შენობის მშენებლობა, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც დუნედასრულება დაგეგმილია დაახლოებით 2024 წელს. ობიექტი განთავსდება თითქმის 1,5 კმ მიწისქვეშეთში, ყოფილ Homestack-ში, სამხრეთ დაკოტაში.

მეცნიერები გეგმავენ გამოიყენონ DUNE თანამედროვე ფიზიკის ყველაზე მნიშვნელოვან კითხვებზე პასუხის გასაცემად ნეიტრინოების, ერთ-ერთი ყველაზე ნაკლებად გასაგები ფუნდამენტური ნაწილაკების გულდასმით შესწავლით.

2017 წლის აგვისტოში, მეცნიერთა საერთაშორისო ჯგუფმა გამოაქვეყნა სტატია ჟურნალში Physical Review D, სადაც შესთავაზა DUNE-ის საკმაოდ ინოვაციური გამოყენება, როგორც სკანერი დედამიწის ინტერიერის შესასწავლად. სეისმურ ტალღებს და ჭაბურღილებს დაემატებოდა პლანეტის ინტერიერის შესწავლის ახალი მეთოდი, რომელიც, შესაძლოა, მის სრულიად ახალ სურათს დაგვანახოს. თუმცა, ეს ჯერ მხოლოდ იდეაა.

კოსმოსური ბნელი მატერიიდან ჩვენ მოვედით ჩვენი პლანეტის შიგნით, ჩვენთვის არანაკლებ ბნელში. და ამ ნივთების შეუღწევადობა შემაშფოთებელია, მაგრამ არა იმდენად, რამდენადაც ის შფოთვა, რომ ჩვენ ვერ ვხედავთ ყველა ობიექტს, რომლებიც შედარებით ახლოს არიან დედამიწასთან, განსაკუთრებით მათთან, რომლებიც შეჯახების გზაზე არიან.

თუმცა, ეს ოდნავ განსხვავებული თემაა, რომელიც ცოტა ხნის წინ დეტალურად განვიხილეთ MT-ში. დაკვირვების მეთოდების შემუშავების ჩვენი სურვილი სავსებით გამართლებულია ყველა კონტექსტში.