Одоогоор үл үзэгдэх зүйлс

Шинжлэх ухааны мэддэг, харж байгаа зүйлүүд нь магадгүй байгаа зүйлийн зөвхөн өчүүхэн хэсэг юм. Мэдээжийн хэрэг, шинжлэх ухаан, технологи нь "алсын хараа" гэж шууд утгаар нь ойлгох ёсгүй. Хэдийгээр бидний нүд тэднийг харж чадахгүй ч шинжлэх ухаан агаар болон түүнд агуулагдах хүчилтөрөгч, радио долгион, хэт ягаан туяа, хэт улаан туяа, атом зэрэг зүйлсийг "хардаг" болоод удаж байна.

Бид ч гэсэн тодорхой утгаараа харж байна эсрэг бодисЭнэ нь энгийн бодистой хүчтэй харьцдаг бөгөөд энэ нь ерөнхийдөө илүү хэцүү асуудал юм, учир нь бид үүнийг харилцан үйлчлэлийн үр нөлөөгөөр, илүү цогц утгаараа чичиргээ гэж үзсэн ч 2015 он хүртэл бидний хувьд үүнийг хийх боломжгүй байсан.

Гэсэн хэдий ч бид энэ харилцан үйлчлэлийн нэг тээвэрлэгчийг хараахан олж амжаагүй байгаа тул таталцлыг тодорхой утгаараа "хардаггүй" хэвээр байна (жишээлбэл, жишээлбэл, таамаглалын бөөм гэх мэт. гравитон). Таталцлын түүх ба .

Сүүлчийн үйлдлийг бид харж байгаа боловч шууд ажигладаггүй, юунаас бүрддэгийг бид мэдэхгүй. Гэсэн хэдий ч эдгээр "үл үзэгдэх" үзэгдлүүдийн хооронд үндсэн ялгаа бий. Таталцлын талаар хэн ч эргэлзэж байгаагүй. Харин харанхуй материйн хувьд (1) энэ нь өөр юм.

Яаж г хар энергихар бодисоос ч илүү агуулагддаг гэж ярьдаг. Түүний оршин тогтнолыг бүхэлд нь орчлон ертөнцийн зан төлөвт үндэслэсэн таамаглал гэж үзсэн. "Харах" нь харанхуй материас ч илүү хэцүү байх магадлалтай, учир нь бидний нийтлэг туршлага нь энерги нь мөн чанараараа материас илүү мэдрэхүйд (болон ажиглалтын хэрэгсэлд) хүртээмжгүй зүйл хэвээр байдгийг заадаг.

Орчин үеийн таамаглалаар харанхуй хоёулаа түүний агуулгын 96% -ийг бүрдүүлэх ёстой.

Тиймээс, үнэндээ, орчлон ертөнц өөрөө ч бидэнд үл үзэгдэх бөгөөд түүний хязгаарын тухайд бид зөвхөн хүний ​​ажиглалтаар тодорхойлогддог зүйлийг л мэддэг, хэрвээ тэдгээр нь оршин байгаа бол түүний жинхэнэ туйлшрал болох зүйлсийг мэддэггүй. бүх.

Ямар нэг зүйл биднийг бүх галактиктай хамт татаж байна

Хөрш зэргэлдээх 100 галактик орчлон ертөнцийн нууцлаг цэг рүү тасралтгүй хөдөлж байгаа гэх мэт сансар огторгуйд зарим зүйл үл үзэгдэх нь аймшигтай. Агуу татагч. Энэ бүс нутаг нь ойролцоогоор 220 сая гэрлийн жилийн зайд оршдог бөгөөд эрдэмтэд үүнийг таталцлын аномали гэж нэрлэдэг. Агуу татагч нь квадриллион нарны масстай гэж үздэг.

Өргөжиж байгаа гэдгээс яриагаа эхэлье. Энэ нь Их тэсрэлтээс хойш болж байгаа бөгөөд одоогийн энэ үйл явцын хурд нь цагт 2,2 сая километр гэж тооцоолсон байна. Энэ нь манай галактик болон түүний хөрш Андромеда галактикууд ч гэсэн ийм хурдтай хөдөлж байх ёстой гэсэн үг, тийм ээ? Үнэхээр биш.

70-аад онд бид сансар огторгуйн нарийвчилсан газрын зургийг бүтээсэн. Бичил долгионы дэвсгэр (CMB) Орчлон ертөнц болон бид Сүүн замын нэг тал нөгөө талаас илүү дулаан байгааг анзаарсан. Цельсийн зууны нэг ч хүрэхгүй ялгаа байсан ч бид Центавр одны зүг секундэд 600 км-ийн хурдтай явж байгааг ойлгоход хангалттай байлаа.

Хэдэн жилийн дараа бид зөвхөн бид төдийгүй биднээс зуун сая гэрлийн жилийн зайд орших бүх хүмүүс нэг чиглэлд хөдөлж байгааг олж мэдсэн. Ийм өргөн зайд тэлэхийг эсэргүүцэх цорын ганц зүйл байдаг, тэр нь таталцал юм.

Жишээлбэл, Андромеда биднээс холдох ёстой, гэхдээ 4 тэрбум жилийн дараа бид ... түүнтэй мөргөлдөх хэрэгтэй болно. Хангалттай масс нь тэлэлтийг эсэргүүцэх чадвартай. Эрдэмтэд эхэндээ энэ хурд нь манай Орон нутгийн супер бөөгнөрөлийн захад байрладагтай холбоотой гэж бодсон.

Энэхүү нууцлаг агуу татагчийг харах нь бидэнд яагаад тийм хэцүү байдаг вэ? Харамсалтай нь энэ бол бидний харах боломжийг хааж байгаа бидний галактик юм. Сүүн замын бүсээр бид орчлон ертөнцийн 20 орчим хувийг харж чадахгүй. Тэр яг л Агуу татагчийн байгаа газар очдог. Онолын хувьд рентген болон хэт улаан туяаны ажиглалтаар энэ хөшгийг нэвтлэх боломжтой боловч энэ нь тодорхой дүр зургийг өгдөггүй.

Эдгээр бэрхшээлийг үл харгалзан Агуу татагчийн нэг бүсэд 150 сая гэрлийн жилийн зайд галактик байдаг нь тогтоогджээ. Кластер Норма. Үүний ард 650 сая гэрлийн жилийн зайд, 10 масстай, бүр ч том супер бөөгнөрөл бий. галактик бол бидний мэддэг орчлон ертөнцийн хамгийн том биетүүдийн нэг юм.

Тиймээс эрдэмтэд Агуу татагч гэж санал болгож байна хүндийн төв галактикийн олон бөөгнөрөл, түүний дотор манайх - Сүүн зам гэх мэт нийт 100 орчим объект. Энэ нь харанхуй энергийн асар том цуглуулга эсвэл асар их таталцлын хүчтэй өндөр нягтралтай газар гэсэн онолууд бас байдаг.

Зарим судлаачид энэ бол орчлон ертөнцийн төгсгөлийн ... төгсгөлийн урьдчилсан таамаг төдий гэж үздэг. Их хямрал гэдэг нь хэдхэн их наяд жилийн дараа орчлон ертөнц зузаарна гэсэн үг бөгөөд тэлэлт удааширч, эсрэгээрээ эргэж эхэлнэ. Цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ нь бүх зүйлийг, тэр дундаа өөрөө ч идэж чадах супер массыг бий болгоно.

Гэсэн хэдий ч, эрдэмтдийн тэмдэглэснээр, орчлон ертөнцийн тэлэлт эцэстээ Агуу Татагчийн хүчийг ялна. Түүн рүү чиглэсэн бидний хурд бүх зүйл тэлж буй хурдны тавны нэг л хурдтай байна. Бидний нэг хэсэг болох Ланиакийн орон нутгийн уудам бүтэц (2) сансар огторгуйн бусад биетүүдийн нэгэн адил хэзээ нэгэн цагт алга болно.

Байгалийн тав дахь хүч

Бидний харж чадахгүй байгаа, гэхдээ сүүлийн үед ноцтой сэжиглэгдэж байсан зүйл бол тав дахь нөлөөлөл гэж нэрлэгддэг зүйл юм.

Хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр мэдээлж байгаа зүйлийг олж илрүүлэх нь сонирхолтой нэртэй шинэ таамаглал бүхий бөөмийн тухай таамаглалыг агуулдаг. X17харанхуй бодис, харанхуй энергийн нууцыг тайлбарлахад тусалж чадна.

Таталцал, цахилгаан соронзон, хүчтэй ба сул атомын харилцан үйлчлэл гэсэн дөрвөн харилцан үйлчлэлийг мэддэг. Атомын бичил хүрээнээс эхлээд асар том галактикийн цар хүрээ хүртэл мэдэгдэж буй дөрвөн хүчний бодист үзүүлэх нөлөөг сайн баримтжуулсан бөгөөд ихэнх тохиолдолд ойлгомжтой. Гэсэн хэдий ч, та манай орчлон ертөнцийн массын 96 орчим хувь нь харанхуй бодис, харанхуй энерги гэж нэрлэгддэг ойлгомжгүй, ойлгомжгүй зүйлсээс бүрддэг гэж үзвэл эдгээр дөрвөн харилцан үйлчлэл нь сансар огторгуйн бүх зүйлийг төлөөлдөггүй гэж эрдэмтэд эртнээс сэжиглэж байсан нь гайхах зүйл биш юм. . үргэлжилж байна.

Зохиогч нь тэргүүлсэн баг болох шинэ хүчийг дүрслэх оролдлого Аттила Красногорская (3) Өнгөрсөн намар бидний сонссон Унгарын Шинжлэх ухааны академийн Цөмийн судалгааны хүрээлэнгийн (ATOMKI) физик нь нууцлаг харилцан үйлчлэлийн анхны шинж тэмдэг биш байв.

Үүнтэй ижил эрдэмтэд 2016 онд химийн элементийн нэг хувилбар болох протоныг изотоп болгон хувиргах туршилт хийсний дараа "тав дахь хүчний" тухай анх бичиж байжээ. Судлаачид протонууд лити-7 гэгддэг изотопыг бериллий-8 хэмээх тогтворгүй төрлийн атом болгон хувиргаж байгааг ажиглажээ.

3. Проф. Аттила Краснохоркай (баруун)

Бериллий-8 задрахад электрон ба позитрон хосууд үүссэн бөгөөд тэдгээр нь бие биенээ түлхэж, бөөмсийг өнцгөөр нисэн гарахад хүргэсэн. Багийнхан задралын явцад ялгарах гэрлийн энерги болон бөөмсийн бие биенээсээ нисэх өнцгүүдийн хоорондын хамаарлыг олж харна гэж найдаж байв. Үүний оронд электрон болон позитронууд өөрсдийн загваруудын таамаглаж байснаас бараг долоо дахин их буюу 140 градусаар хазайсан нь гэнэтийн үр дүн юм.

"Үзэгдэх ертөнцийн талаарх бидний бүх мэдлэгийг бөөмийн физикийн стандарт загвар гэж нэрлэгдэх боломжтой" гэж Краснагоркай бичжээ. “Гэсэн хэдий ч энэ нь электроноос 207 дахин хүнд электроноос илүү хүнд, мюоноос хөнгөн ямар ч бөөмийг агуулаагүй. Хэрэв бид дээрх массын цонхноос шинэ бөөмс олбол энэ нь Стандарт загварт ороогүй зарим шинэ харилцан үйлчлэлийг илтгэнэ."

Энэхүү нууцлаг биет нь электроноос 17 дахин их буюу 17 мегаэлектронвольт (MeV) жинтэй тул X34 гэж нэрлэсэн байна. Судлаачид тритий гелий-4 болж задрах явцыг ажиглаж, дахин нэг удаа хачирхалтай диагональ ялгадас ажиглагдсан нь ойролцоогоор 17 МэВ масстай бөөмс байгааг харуулж байна.

"Фотон нь цахилгаан соронзон хүчийг, глюон нь хүчтэй хүчийг, W ба Z бозонууд нь сул хүчийг зуучилдаг" гэж Краснахоркай тайлбарлав.

"Бидний X17 бөөм нь тав дахь нь шинэ харилцан үйлчлэлийг зуучлах ёстой. Шинэ үр дүн нь анхны туршилт зүгээр л санамсаргүй байсан эсвэл үр дүн нь системийн алдаа гаргасан байх магадлалыг бууруулж байна."

Хөл доорх хар бодис

Агуу орчлон ертөнцөөс, агуу физикийн оньсого, нууцуудын тодорхойгүй ертөнцөөс эх дэлхийдээ буцаж ирцгээе. Бид энд байгаа бүх зүйлийг харж, үнэн зөв дүрслэн харуулах нэлээд гайхмаар асуудалтай тулгараад байна (4).

Хэдэн жилийн өмнө бид МТ-д бичсэн дэлхийн цөмийн нууцПарадокс нь түүнийг бий болгохтой холбоотой бөгөөд түүний мөн чанар, бүтэц нь яг юу болох нь тодорхойгүй байна. -тэй тест хийх гэх мэт аргууд бидэнд бий газар хөдлөлтийн долгион, мөн шинжлэх ухааны тохиролцоонд хүрсэн дэлхийн дотоод бүтцийн загварыг боловсруулж чадсан.

Гэсэн хэдий ч Жишээлбэл, алс холын одод, галактикуудтай харьцуулахад бидний хөл дор юу байгааг ойлгох чадвар сул байдаг. Сансрын биетүүд, тэр ч байтугай маш алслагдсан биетүүдийг бид зүгээр л хардаг. Цөм, мантийн давхарга, тэр ч байтугай дэлхийн царцдасын гүн давхаргын талаар ч мөн адил хэлж болохгүй..

Зөвхөн хамгийн шууд судалгаа хийх боломжтой. Уулын хөндийд хэдэн километрийн гүнд чулуу ил гардаг. Хамгийн гүн хайгуулын цооног ердөө 12 км-ийн гүнд байдаг.

Илүү гүнийг бий болгодог чулуулаг, ашигт малтмалын талаархи мэдээллийг ксенолит, i.e. галт уулын үйл явцын үр дүнд дэлхийн гүнээс урагдсан чулуулгийн хэлтэрхийнүүд. Тэдгээрийн үндсэн дээр газрын тос судлаачид хэдэн зуун километрийн гүнд ашигт малтмалын найрлагыг тодорхойлж чадна.

Дэлхийн радиус нь 6371 км бөгөөд энэ нь манай бүх "нэвчилт"-ийн хувьд тийм ч амар зам биш юм. Асар их даралт, температур 5 орчим хэмд хүрч байгаа тул ойрын ирээдүйд хамгийн гүн дотоодод шууд ажиглалт хийх боломжтой болно гэж таамаглахад хэцүү байна.

Тэгэхээр бид дэлхийн дотоод бүтцийн талаар юу мэддэгээ яаж мэдэх вэ? Ийм мэдээллийг газар хөдлөлтөөс үүссэн газар хөдлөлтийн долгионоор хангадаг, i.e. уян харимхай орчинд тархах уян долгион.

Тэд цохилтоор үүсгэгддэг тул нэрээ авсан. Хоёр төрлийн уян (сейсмик) долгион нь уян харимхай (уулсын) орчинд тархаж болно: илүү хурдан - урт, удаан - хөндлөн. Эхнийх нь долгионы тархалтын чиглэлийн дагуу үүсэх орчны хэлбэлзэл, харин орчны хөндлөн хэлбэлзэлд долгионы тархалтын чиглэлд перпендикуляр үүсдэг.

Уртааш долгионыг эхлээд (лат. primae), хөндлөн долгионыг хоёрдугаарт (лат. secundae) тэмдэглэдэг тул газар хөдлөлт судлалын уламжлалт тэмдэглэгээ - уртааш долгион p ба хөндлөн s. P долгион нь s-ээс 1,73 дахин хурдан байдаг.

Газар хөдлөлтийн долгионы өгсөн мэдээлэл нь уян хатан шинж чанарт үндэслэн дэлхийн дотоод орчны загварыг бий болгох боломжийг олгодог. Бид бусад физик шинж чанаруудыг үндэслэн тодорхойлж болно таталцлын талбар (нягтрал, даралт), ажиглалт соронзотеллурын гүйдэл дэлхийн мантид үүссэн (цахилгаан дамжуулалтын хуваарилалт) эсвэл дэлхийн дулааны урсгалын задрал.

Өндөр даралт, температурын нөхцөлд ашигт малтмал, чулуулгийн шинж чанарыг лабораторийн судалгаанд үндэслэн газрын тосны найрлагыг тодорхойлж болно.

Дэлхий дулаан ялгаруулдаг бөгөөд хаанаас ирсэн нь мэдэгдэхгүй. Сүүлийн үед хамгийн баригдашгүй энгийн бөөмстэй холбоотой шинэ онол гарч ирэв. Манай гаригаас ялгарч буй дулааны нууцын чухал сэжүүрийг байгалиас өгсөн байж магадгүй гэж үздэг. нейтрино - маш бага масстай бөөмс - дэлхийн гэдэс дотор тохиолддог цацраг идэвхт үйл явцаас ялгардаг.

Цацраг идэвхжлийн гол эх үүсвэр нь тогтворгүй тори, кали гэдгийг бид дэлхийн гадаргаас 200 км хүртэл гүнд байгаа чулуулгийн дээжээс мэддэг. Юу илүү гүнд оршдог нь аль хэдийн тодорхойгүй байна.

Бид үүнийг мэднэ геонейтрино ураны задралын үед ялгарах энерги нь калийн задралын үед ялгардаг энергиэс их байдаг. Тиймээс геонейтриногийн энергийг хэмжих замаар бид ямар цацраг идэвхт бодисоос гаралтай болохыг олж мэдэх боломжтой.

Харамсалтай нь геонейтриныг илрүүлэхэд маш хэцүү байдаг. Тиймээс 2003 онд тэдний анхны ажиглалтыг хийхэд ойролцоогоор XNUMX метрийн гүнд агуулагдах асар том газар доорх илрүүлэгч шаардлагатай болсон. тонн шингэн. Эдгээр мэдрэгч нь шингэн дэх атомуудтай мөргөлдөхийг илрүүлэх замаар нейтриноыг хэмждэг.

Түүнээс хойш энэ технологийг ашиглан геонейтрино зөвхөн нэг туршилтаар ажиглагдсан (5). Хоёр хэмжигдэхүүн нь үүнийг харуулж байна Цацраг идэвхт бодисоос (20 тераватт) дэлхийн дулааны тал орчим хувийг уран, торийн задралтай холбон тайлбарлаж болно. Үлдсэн 50%-ийн эх үүсвэр... юу гэдэг нь одоогоор тодорхойгүй байна.

5. Дэлхий дээрх геонейтрино ялгаралтын эрчмийн загвар зураг - урьдчилсан мэдээ

2017 оны XNUMX-р сард барилга угсралтын ажил эхэлсэн бөгөөд энэ нь мөн гэгддэг ДУНД2024 онд дуусгахаар төлөвлөж байна. Уг байгууламж нь Өмнөд Дакота мужийн хуучин Хоумстак хотод бараг 1,5 км-ийн гүнд байрлах болно.

Эрдэмтэд DUNE-г ашиглан орчин үеийн физикийн хамгийн чухал асуултуудад хариулахын тулд хамгийн бага ойлгогдсон суурь бөөмсүүдийн нэг болох нейтриноыг сайтар судалж үзэхээр төлөвлөж байна.

2017 оны XNUMX-р сард олон улсын эрдэмтдийн баг Physical Review D сэтгүүлд DUNE-г дэлхийн дотоод байдлыг судлахад сканнер болгон ашиглахыг санал болгосон нийтлэлийг нийтлэв. Газар хөдлөлтийн долгион, цооногуудад гаригийн дотоод орчныг судлах шинэ арга нэмэгдэх бөгөөд энэ нь бидэнд түүний цоо шинэ дүр зургийг харуулах болно. Гэсэн хэдий ч энэ бол одоохондоо зөвхөн санаа юм.

Сансар огторгуйн харанхуй материас бид гаригийнхаа дотор талд орж, бидний хувьд харанхуй болсон. мөн эдгээр зүйлсийн үл нэвтрэх байдал нь сэтгэл түгшээж байгаа боловч бид дэлхийтэй харьцангуй ойр байгаа бүх объектыг, ялангуяа түүнтэй мөргөлдөх замд байгаа объектуудыг олж харахгүй байна гэсэн түгшүүртэй адил биш юм.

Гэсэн хэдий ч энэ бол арай өөр сэдэв бөгөөд бид саяхан МТ-д дэлгэрэнгүй ярилцсан. Ажиглалтын аргыг хөгжүүлэх бидний хүсэл бүх нөхцөл байдалд бүрэн үндэслэлтэй юм.