XIX amžiaus pabaigoje atrodė, kad iš esmės viskas jau buvo aišku su gamtos struktūra ir jos įstatymais. Liko spręsti mažas detales ir erzinančias problemas, tokias kaip atviras elektronas dėl tam tikrų priežasčių ir maži neatitikimai tarp tikrųjų ir apskaičiuotų Merkurijaus orbitų. Niekas neįsivaizdavo, kad artėja mokslo revoliucija ir atsiras reliatyvumo teorija, kvantinė mechanika ir atominė fizika. XXI amžiaus pradžioje istorija tarsi kartojasi.
Per pastaruosius 10 metų mokslas jau sukaupė pakankamą skaičių mįslių, kurių sprendimas gali sukelti dar vieną mokslo revoliuciją. Astronomijos, fizikos ir žemės mokslų aptikti reiškiniai, taip pat kai kurie dar nerasti (pvz., Monopolis), todėl netelpa į šiuolaikines gamtos idėjas, kurioms, jei neras jokių priimtinų paaiškinimų esamų teorijų rėmuose, reikės šių teorijų pokyčiai.
- „Salik.biz“
„Chaskor“nusprendė pradėti pasirinkdamas septynis reiškinius, kurių paaiškinimo ieškojimas galėtų tapti lemtingas Visatos mokslams - astrofizikai ir kosmologijai.
1. Blogio ašis
Praėjusio amžiaus viduryje kosmologai (vienas iš pirmųjų, kuris sugalvojo šią idėją buvo Georgijus Gamowas) pasiūlė, kad po Didžiojo sprogimo, kuris pagimdė mūsų Visatą, turėtų likti silpna likutinė radiacija. Būtent jį 1965 m. Atrado amerikiečių mokslininkai Penziasas ir Wilsonas (ir už tai 1978 m. Jie gavo Nobelio fizikos premiją). Ir apskritai, su šia relikvijos spinduliuote jokių ypatingų problemų nebuvo, kol instrumentų tikslumas nepasiekė tam tikro slenksčio, kurį peržengus 2005 m. Britų astrofizikai atrado nuostabų reiškinį. Paaiškėjo, kad CMB pasiskirstymas, užuot tikėtasi atsitiktinai paskirstant šiek tiek daugiau ar šiek tiek mažiau „karštus“regionus, išsibarsčiusius savavališkai visa Visatoje, pasirodė tam tikra kryptimi. Ši nuotrauka gavo skambų slapyvardį „blogio ašis“, nors, žinoma,Jei tai sukėlė kokių nors bėdų, tai buvo tik pagrindinis kosmoso izotropijos principas arba, paprasčiau tariant, mintis, kad Visata iš esmės yra ta pati, kuria kryptimi jūs į ją žiūrite. Jei kosminė spinduliuotė turi tam tikrą orientaciją, tada kartu su šiuo principu reikės atsikratyti šiuolaikinės kosmologijos idėjų apie Visatos istoriją.
Galbūt tai nėra viskas taip blogai. Gali būti, kad kai kurie galaktikų rinkiniai, esantys labai toli nuo mūsų, trukdo radiacijos homogeniškumui. Galų gale, mes galime stebėti Visatą iki šiol tik iš Saulės sistemos, ty iš savo galaktikos vidaus. Galbūt duomenys, kuriuos astrofizikai gaus iki 2012 m. Pabaigos iš NASA paleisto „Planck“palydovo prietaisų, suteiks aiškumo apie foninės radiacijos vaizdą.
Reklaminis vaizdo įrašas:
2. Galaktikos burbuliukai
Net mūsų „Galaktikoje“yra daug daugiau įdomių ir nesuprantamų dalykų. Naujausi kito NASA palydovo „Fermi“duomenys kruopščiai sujaukė astronomus. Rentgeno teleskopas atrado dvi milžiniškas (ne, ne taip - GIANT) sferines formacijas, esančias greta mūsų Galaktikos centro. Jų skersmuo yra apie 25 tūkstančius šviesmečių, tai yra, jų du skersmenys yra maždaug lygūs pusei ar trečdaliui Paukščių Tako skersmens. Abu šie „burbuliukai“aktyviai skleidžia kietosios gama spinduliuotės diapazoną. Jei galėtume pamatyti šiame diapazone, „burbulai“užimtų pusę dangaus. Kiekvieno „burbulo“radiacijos energija yra maždaug lygi 100 tūkstančių supernovų sprogimui iš karto.
Iš kur kyla šie „burbuliukai“, astrofizikai negali pasakyti, kol kas atsargiai darė prielaidą, kad jie susidarė dėl ypač galingų išmetimų iš didžiulės juodosios skylės, esančios Galaktikos centre. Tiesa, astronomai anksčiau nieko panašaus nebuvo matę. Ir įsivaizduoti, koks kataklizmas gali palikti tokias ryškias pasekmes, jie vis dar negali.
3. Tamsi srovė
Jei sugebėtume rasti keistų burbuliukų savo pačių „Galaktikoje“, tai ko galime tikėtis iš tų Visatos vietų, kurių vis dar nematome ir per artimiausius kelis milijardus metų nematysime - vien todėl, kad jos yra per toli nuo mūsų. Jei remiamės tuo pačiu izotropijos principu, atrodo, kad nieko per daug stebėtino nėra. Bet jūs turite.
2008 m. NASA tyrimų centre dirbo tyrinėtojų grupė, vadovaujama Aleksandro Kashlinsky. Goddard'as, atrado, kad kelios galaktikų sankaupos juda neįprastai dideliu (apie 1000 km / s) greičiu link nedidelio žvaigždėto dangaus ploto tarp Kentauro ir Paruso žvaigždynų. Ši galaktikos srovė Kashlinsky pavadino „tamsiąja“paslaptingos tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos garbei.
Nepaprastas šis judėjimas yra tas, kad nurodytame kosmoso regione nėra nieko, kas galėtų patraukti šias milžiniškas žvaigždžių grupes. Arba nematyti. Gali būti, kad tai, kas juos traukia, yra už matomos visatos horizonto. Bet kas? Aišku kažkas labai didelis. Vienintelė problema yra tai, kad šis „kažkas labai didelis“turi būti LABAI DIDELIS. Toks didelis, kad turėtų viršyti viską, ką iki šiol šiuolaikinė astronomija sugebėjo pastebėti kosmose.
Bet net jei dar nežinoma, kas tai yra, kosmologija jau turi problemą. Jei toks kosminis Leviatanas egzistuoja kažkur ten, tai tokie Leviathanai turi susidurti kur nors kitur. Bet aš jų nematau.
Buvo net įtarimų, kad galbūt tai neįtikėtinai kažkas visai ne iš mūsų visatos. Gal tai yra vienos iš alternatyvių kosmologinių teorijų, pagal kurias mūsų Visata išvis nėra viena, patvirtinimas, tačiau šalia jos (nors nelabai aišku kokia prasme - šalia jos yra) yra ir kitų, o kažkoks kaimynas pritraukia tūkstančius metagalaksi?
4. Kintama konstanta
Matyt, mes tikrai nieko nežinome apie gamtą. Netiesioginis patvirtinimas, kad Visata nėra tvarkingai išdėstyta, yra naujausi Australijos astrofizikų, kurie sugalvojo palyginti spektrinės analizės duomenis, gautus teleskopų, stebinčių skirtingus kosmoso regionus, duomenys. Jei jų skaičiavimai yra teisingi (ir per 10 metų, praėjusių nuo pirmojo paskelbimo, niekas nesugebėjo paneigti savo išvadų), tada vienos iš pagrindinių fizikinių konstantų - smulkiosios struktūros konstanta, atsakinga už vieną iš trijų pagrindinių materijos sąveikos tipų (elektrinis triukšmas) - visai nėra. yra pastovus, o elektros krūvio ir šviesos greičio santykis keičiasi priklausomai nuo vietos Visatoje. Negana to, konstantos pokyčių „ašies“vietos žemėlapis rodo maždaug ta pačia kryptimi, kaip metagalaksijos „tamsoje Kashlinskio srovėje“.
Astrofizikai jau reikalauja paaiškinti australų skaičiavimus, o fizikai piktinasi, nes sutikimas su konstantų kintamumu yra tarsi verčiantis išrasti modernią fiziką iš naujo. Ir tuo pačiu pripažinti, kad žmonija išties atsirado kažkokioje keistoje Visatos vietoje (arba kažkokioje keistoje Visatoje), kur tam buvo tinkamiausios sąlygos.
5. Asimetrinė gravitacija
Dėl konstantų anomalijų taip pat nebūtina keliauti į pasaulio pabaigą (vis dėlto ne viskas aišku su šviesa, o daugiau apie tai žemiau). Tos pačios Amerikos NASA darbuotojai prieš keletą metų atkreipė dėmesį į tai, kad jų erdvėlaivis Saulės sistemoje neskraidė tiksliai taip, kaip planuota.
Inžinieriai, kurie planuoja paleisti erdvėlaivį į tolimas planetas, jau seniai suprato, kad galima padėti jų varikliams veikti, jei jie pasinaudoja šalia esančių planetų ar Saulės traukos privalumais: skriedami pro juos teisinga trajektorija, erdvėlaivis gali suteikti papildomą pagreitį ir žymiai sutrumpinti kosminių ekspedicijų trukmę bei sutaupyti degalų.
Tačiau tikslus apskaičiuotų ir realių trajektorijų palyginimas parodė, kad transporto priemonės gali sulaukti neplanuoto pagreičio. 1990 m. Gruodžio mėn. „Galileo“erdvėlaivis panaudojo pačią Žemę pagreičiui, prieš važiuodamas į Jupiterį. Dėl to jis gavo papildomą pagreitį, nenumatytą grafike, kuris siekė 3,9 mm / s. Kitas įrenginys, 1998 m. Nusiųstas į „Shoemaker“kometa, sulaukė dar didesnio pagreičio - 13,5 mm / s.
Šie nukrypimai yra maži ir, laimei, neturėjo įtakos ekspedicijų rezultatams, tačiau tyrėjai vis tiek negali jų paaiškinti, bent jau įprastos fizikos požiūriu. Tačiau pakaktų alternatyvių paaiškinimų - pradedant galimu gravitacinio lauko asimetrija ir tamsiosios medžiagos įtaka, baigiant būtinybe taisyti reliatyvumo teoriją ar net pakeisti požiūrį į šviesos greičio pastovumą.
6. Lėta šviesa
2005 m. Astronomai, dirbantys su MAGIC rentgeno teleskopu Kanarų salų observatorijoje ir stebėdami rentgeno spindulių sprogimą iš „Markarian 501“galaktikos centro, esančio 500 milijonų šviesos metų atstumu, atkreipė dėmesį į nesuprantamą anomaliją. Aukštos energijos gama kvantos teleskopu buvo aptiktos 4 minutėmis vėliau nei mažesnės energijos kvantos. Šiuo atveju šie fotonai pasirodė vienu metu.
Jei vadovaujamės specialia reliatyvumo teorija, tai negali būti. Kadangi elektromagnetinė spinduliuotė turi sklisti vakuume tuo pačiu greičiu - šviesos greičiu. Nepriklausomai nuo šios radiacijos energijos. Jei tikite stebėjimų rezultatais, tada šviesos greitis nėra pastovus ir priklauso nuo šviesos fotonų energijos.
Stebėjimai iš Žemės taip pat patvirtino „Fermi“rentgeno teleskopo duomenis, kuriuose užfiksuotas 20 minučių atsilikimas nuo kietųjų gama spindulių, kurie buvo skleidžiami kartu su mažesnės energijos fotonais dėl kažkokio kosminio kataklizmo, kuris įvyko 12 milijardų šviesmečių atstumu.
Labiausiai šiais rezultatais nudžiugino kvantinės gravitacijos teorijos kūrėjus, kurie, skirtingai nei bendroji Einsteino reliatyvumo teorija, numato tokius poslinkius. Vis dėlto galbūt vėlgi nebuvo be tamsios energijos. Arba be holografijos.
7. Gravitacinis triukšmas
Viena iš bendrosios reliatyvumo teorijos pasekmių (tai yra ir šiuolaikinė gravitacijos teorija) yra gravitacinių bangų buvimas, kurios turėtų sulenkti erdvės-laiko kontinuumą, pavyzdžiui, susidūrus su kai kuriais dideliais (gerai, LABAI dideliais) kosminiais objektais, pavyzdžiui, masiškai juoda skylių.
Tačiau iki šiol niekas šių bangų neužregistravo. Gal tiesiog nepavyko: juk šių bangų detektoriai turi būti tiesiog labai dideli. Vienas iš šių detektorių - GEO600 - buvo pastatytas prieš kelerius metus bendriems Didžiosios Britanijos ir Vokietijos mokslininkų eksperimentams netoli Hanoverio. Šis detektorius taip pat dar neaptiko gravitacinių bangų. Bet gali būti, kad jis netyčia gavo kitos gravitacijos teorijos įrodymą.
2008 m. Fizikas Craig Hogan iš Nacionalinės laboratorijos. Fermi (JAV) suformulavo koncepciją, kad mūsų fizinė tikrovė yra visatos ribų projekcijos rezultatas. Jis tai pavadino holografiniu principu. Informacija, orientuota į Visatos ribas, nėra tolygiai paskirstoma per ją, o susideda iš „bitų“, kurių dydžiai atitinka vadinamuosius kosmoso kvantus. Hoganas nesustojo ties teorine raida, bet bandė nuspėti, kaip jo teoriją galima patvirtinti eksperimentu: gravitacinių bangų detektoriai turėtų užfiksuoti erdvės laiko „triukšmą“. Ir šiuos skaičiavimus jis atsiuntė „GEO600“komandai.
Atsitiktinai (ar ne tiek daug) Hanoverio mokslininkų komanda tiesiog bandė susidoroti su triukšmu, kurį detektorius nuolat fiksavo. Keista, bet šio triukšmo parametrai atitiko tuos, kuriuos prognozavo Hoganas. Bus galima patikrinti, ar detektoriuje skleidžiamą triukšmą tikrai sukelia pats laiko laikas, ar jo priežastis yra kiek labiau prozašiška, tai bus įmanoma padaryti tik atlikus įrangos patikslinimą, kuris turėtų būti baigtas 2011 m. Tuo tarpu triukšmas niekur nedingo ir mokslininkai neturėjo suprantamo paaiškinimo, išskyrus holografinį principą.
PS Jei atkreipėte dėmesį, didelių skalių mįslės dažnai siejamos su mažiausių skalių reiškiniais - elementariųjų dalelių lygiu. Apie tai, ką šiuolaikinė elementarioji dalelių fizika bando išsiaiškinti kitame straipsnyje.
Autorius: Vladimiras Kharitonovas