Գիտնականները վերանայել են տիեզերքի կառուցվածքը

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:08

Ինչպես տաք ջեռոցում բարձրացող չամիչի խմորը, այնպես էլ գալակտիկաները և նույնիսկ ամբողջ կլաստերները բաժանվում են դիտելի տարածության մեջ (այսինքն՝ Տիեզերքը): Սա նկատել է դեռ 1920 թվականին Էդվին Հաբլ անունով աստղագետը; նրա հայտնագործությունն ի վերջո հանգեցրեց գիտնականներին տիեզերքի ընդլայնման ժամանակակից պատկերին:

Ենթադրվում է, որ խորհրդավոր մութ էներգիան պատասխանատու է այս գործընթացի համար՝ էներգիայի հիպոթետիկ ձև, որը հավասարապես լցնում է տարածությունը և կազմում է տիեզերքի 70 տոկոսը: Այնուամենայնիվ, դրա գոյության վերաբերյալ կասկածները միշտ եղել են, նույնիսկ անձամբ Էյնշտեյնի մոտ:

Կոպենհագենի համալսարանի գիտնականները վերջերս հանեցին մութ էներգիան հավասարումից և համակարգչային սիմուլյացիաներ օգտագործեցին՝ տեսնելու, թե արդյոք տիեզերքը կարող է ընդլայնվել առանց դրա: Ստացված արդյունքները ցույց են տվել, որ Տիեզերքի ընդլայնումը կապված է մութ նյութի հետ, որն ունի որոշակի մագնիսական ուժ։ Նոր հայտնագործությունը կարող է փոխել մեր պատկերացումները տիեզերքի մասին:

Ինչից է կազմված տիեզերքը:

Յուրաքանչյուր ոք, ով հետաքրքրված է Տիեզերքի կառուցվածքով, գիտի, որ այն բաղկացած է այն նյութի միայն 5%-ից, որին մենք սովոր ենք: Մոտ մեկ քառորդ ավելին մութ մատերիա է՝ խորհրդավոր նյութ, որի մասին շատ բան հայտնի չէ, քանի որ այն անհասանելի է ուղղակի դիտարկման համար: Մնացած երկու երրորդը նույնիսկ ավելի խորհրդավոր մութ էներգիա է, որը ստիպում է մեր տիեզերքի ընդարձակմանը գնալով աճող արագությամբ:

Նկատի ունեցեք, որ 2020 թվականի դրությամբ մութ էներգիայի առկայությունը հաստատվում է մասունքային ճառագայթման չափումներով՝ ջերմային ճառագայթում, որն առաջացել է վաղ Տիեզերքում և միատեսակ լցնում է տարածությունը:

Այսպիսով, Ֆիզիկա-մաթեմատիկական ինստիտուտի աստղաֆիզիկոսների թիմը անվանակոչվեց Kavli-ն (IPMU) պարզել է, որ ռելիկտային ճառագայթման մեջ կան, այսպես կոչված, տարածական հավասարության խախտման նշաններ՝ տիեզերքի հիմնարար հատկություններից մեկը, որը Ստանդարտ մոդելը չի կանխատեսում: Հետազոտության հեղինակների կարծիքով՝ մութ նյութը և մութ էներգիան խախտում են հավասարության սկզբունքը, ինչը կարող է վկայել «նոր ֆիզիկայի» առկայության մասին։

Տիեզերքի մասին ժամանակակից պատկերացումների վերանայման օգտին ևս մեկ «զարթուցիչ» եղել է հարավաֆրիկյան գիտնականների աշխատանքը 2019թ. Դրանում հետազոտողները նույնիսկ ենթադրել են, որ մութ էներգիա գոյություն չունի, քանի որ գալակտիկաների ահռելի արագությամբ ցրման հիպոթեզը հիմնված է «կեղծ գուշակությունների և սխալ հաշվարկների վրա»: Ինչպես նշել են Physical Review Letters ամսագրում հրապարակված գիտական աշխատանքի հեղինակները, դա ապացուցելու համար CMB-ի համար շատ ավելի շատ դիտողական տվյալներ են անհրաժեշտ:

Մութ էներգիան այլևս պետք չէ

Հաշվի առնելով, որ «նոր ֆիզիկայի» մասին խոսակցությունները չեն հանդարտվում, դանիացի գիտնականները շտապեցին դեպի վերև և ընդհանրապես հանեցին մութ էներգիան հավասարումներից: Իրենց աշխատանքի ընթացքում նրանք փորձարկեցին մի մոդել, ըստ որի տիեզերքի ընդլայնումն իրականում պայմանավորված է մութ նյութի ձևով, որում գերակշռում է հատուկ տեսակի մագնիսական ուժ։

Ինչպես նշում են հետազոտության հեղինակները, նրանք մութ նյութին ավելացրել են ևս մի քանի հատկություն, որոնց օգնությամբ այն կարող է ուղղակի ազդեցություն ունենալ տարածության ընդլայնման վրա (մութ էներգիայի փոխարեն)։ Քանի որ վերջինս հնարավոր չէ չափել, և դրա բնութագրերի մեծ մասն անհայտ է, նոր տեսությունը հեռուն չի թվում: Հետազոտության հեղինակներից Սթին Հանսենի համար «իրականությունն այն է, որ մենք շատ բան չգիտենք մութ նյութի մասին, միայն այն, որ այն կազմված է դանդաղ և ծանր մասնիկներից»:

«Միգուցե մութ նյութը մագնիսականությանը նման հատկություն ունի: Այսպիսով, սովորական մասնիկների հետ նման մի բան կարող է տեղի ունենալ տիեզերքում, երբ նրանք շարժվում են և ստեղծում մագնիսականություն, կամ երբ մագնիսները ձգում կամ վանում են այլ մագնիսներ:Մութ նյութի այս մշտական ընդլայնումը, հավանաբար, պայմանավորված է ինչ-որ մագնիսական ուժով», - գիտնականի խոսքերը մեջբերել է Phys.org հրատարակությունը:

Մագնիսական ուժը տիեզերքի ընդարձակման առեղծվածի բանալին է

Աշխատանքի ընթացքում գիտնականները մշակեցին համակարգչային մոդելավորման մոդել, որը ներառում էր փոփոխականներ, ինչպիսիք են գրավիտացիան, տիեզերքի ընդլայնման արագությունը և X-ը՝ անհայտ ուժ, որն ընդլայնում է տարածությունը և հանդիսանում է մութ էներգիայի հիմքը:

Ենթադրելով, որ մութ նյութի մասնիկները ունեն հատուկ տեսակի մագնիսական ուժ, գիտնականների մշակած մոդելը որոշեց, որ այս ուժը տիեզերքի ընդլայնման արագության վրա կունենա ճիշտ նույն ազդեցությունը, ինչ մութ էներգիան այսօր:

Հաշվի առնելով, որ հետազոտությունը կարող է փոխել տիեզերքի ներկայիս պատկերացումները, աստղաֆիզիկոսները զգուշավոր են եղել իրենց եզրակացություններում և նշել, որ «ավելի շատ ապացույցներ են անհրաժեշտ՝ հիմնված ավելի խորը հետազոտությունների վրա՝ բացահայտումները վերջնականապես հաստատելու համար: Եթե հետագա հետազոտությունները հաստատեն դանիացիների ստացած տվյալները, ապա մութ էներգիան ստիպված կլինի հրաժեշտ տալ, քանի որ դրա գոյության իմաստը չի լինի։