KOSMIČKO TKANJE

NEDOKUČIVA PETA SILA

Shutterstock

Shutterstock

Tamna energija, misteriozna sila koja uzrokuje ubrzanje svemira, možda je bila odgovorna za neočekivane rezultate eksperimenta XENON1T, duboko ispod italijanskih Apenina.

Nova studija, koju su vodili istraživači sa Univerziteta u Kembridžu, a objavljena je u časopisu Physical Review D, sugeriše da su neki neobjašnjivi rezultati eksperimenta XENON1T u Italiji možda uzrokovani tamnom energijom, a ne tamnom materijom koju je eksperiment trebalo da otkrije. Istraživači kažu da bi njihova studija mogla biti važan korak ka direktnom otkrivanju tamne energije. Sve što naše oči mogu da vide na nebu i u našem svakodnevnom svetu – od sićušnih meseca do masivnih galaksija, od mrava do kitova – čini manje od pet odsto svemira. Ostatak svemira čini mrak. Oko 27 posto je tamna materija – nevidljiva sila koja drži galaksije na okupu – dok je 68 posto tamna energija, zbog koje se svemir ubrzano širi.

„Uprkos tome što su obe komponente nevidljive, znamo mnogo više o tamnoj materiji, budući da je njeno postojanje nagovešteno još dvadesetih godina prošlog veka, dok je tamna energija otkrivena tek 1998. godine”, rekao je dr Sani Vagnoci iz Instituta za kosmologiju Kavli Univerziteta Kembridž, vodeći autor studije. Eksperimenti velikih razmera, poput XENON1T-a, osmišljeni su za direktno otkrivanje tamne materije, traženjem znakova koji pokazuju da tamna materija pogađa običnu materiju, a tamna energija je još neuhvatljivija.”

Da bi otkrili tamnu energiju, naučnici uglavnom traže gravitacione interakcije: način na koji gravitacija privlači objekte oko sebe. Na najvećim razmerama gravitacioni efekat tamne energije je odbojan, i udaljava tela jedna od drugih i na taj način ubrzava širenje svemira. Pre oko godinu dana, eksperiment XENON1T prijavio je neočekivani signal ili višak preko očekivanog. Ove vrste ekscesa često su slučajnost, ali s vremena na vreme mogu dovesti i do fundamentalnih otkriča”, rekao je koautor dr Luka Vizineli iz Nacionalne laboratorije Fraskati u Italiji. Istražili smo model u kojem se ovaj signal može pripisati tamnoj energiji, a ne tamnoj materiji za čije otkrivanje je eksperiment prvobitno osmišljen.”

Vagnoci i njegove kolege konstruisali su fizički model, koji je koristio vrstu mehanizma skrininga poznatog kao kameleonski skrining, da bi pokazali da čestice tamne energije proizvedene u jakim magnetnim poljima Sunca mogu objasniti višak koji je detektovan tokom eksperimenta XENON1T.

U to vreme najpopularnije objašnjenje viška bili su aksioni – hipotetičke, izuzetno lake čestice – proizvedene na Suncu. Međutim, ovo objašnjenje nije podržano, jer bi količina aksiona koja bi bila potrebna da se objasni signal koji je došao do XENON1T-a drastično promenila evoluciju zvezda mnogo težih od Sunca, što je u suprotnosti sa onim što znamo. Daleko smo od potpunog razumevanja šta je to tamna energija, ali većina fizičkih modela tamne energije dovela bi do postojanja takozvane pete sile. U svemiru postoje četiri fundamentalne sile i sve što se ne može objasniti jednom od ovih sila ponekad se naziva rezultatom nepoznate pete sile.

Međutim, znamo da Ajnštajnova teorija gravitacije izuzetno dobro funkcioniše u našem univerzumu. Stoga je svaka peta sila povezana s tamnom energijom neželjena i mora biti sakrivena; ili mora da se proveri, kada je reč o malim razmerama, i može delovati samo tamo gde Ajnštajnova teorija gravitacije ne uspeva da objasni ubrzanje širenja univerzuma. Vagnoci i njegove kolege konstruisali su fizički model, koji je koristio vrstu mehanizma skrininga poznatog kao kameleonski skrining, da bi pokazali da čestice tamne energije proizvedene u jakim magnetnim poljima Sunca mogu objasniti višak koji je detektovan tokom eksperimenta XENON1T.

„Kameleonski skrining isključuje proizvodnju čestica tamne energije u vrlo gustim objektima, izbegavajući probleme s kojima se suočavaju solarni aksioni”, rekao je Vagnoci. Takođe nam omogućava da razdvojimo ono što se dešava u lokalnom veoma gustom univerzumu od onoga što se dešava na najvećim skalama, gde je gustina izuzetno mala.” Istraživači su svojim modelom pokazali šta bi se dogodilo detektoru ako se tamna energija proizvodi u regionu Sunca zvanom tahoklin, gde su magnetna polja posebno jaka.Bilo je zaista iznenađujuće da je ovaj višak u principu mogao biti uzrokovan tamnom energijom, a ne tamnom materijom”, rekao je Vagnoci. To je zaista posebno.”

Njihovi proračuni sugerišu da bi se eksperimenti poput XENON1T-a, koji su dizajnirani za otkrivanje tamne materije, takođe mogli koristiti za otkrivanje tamne energije. Međutim, prvobitni višak još treba potvrditi. Prvo moramo da znamo da ovo nije samo slučajnost”, rekao je Vizineli. Da je XENON1T zaista nešto detektovao, očekivali biste da ćete u budućim eksperimentima ponovo imati sličan višak, ali ovaj put sa mnogo jačim signalom.” Ako je višak bio rezultat tamne energije, to znači da će predstojeće nadogradnje eksperimenta XENON1T, a i eksperimenti koji imaju slične ciljeve kao što su LUX-Zeplin i PandaX-xT, moći direktno da otkriju tamnu energiju i to u narednoj deceniji.

(Izvor Nacionalna geografija)

O autoru

Stanko

1 komentar

  • U generalnoj teoriji relativiteta neodvojiva su tri parametara a to su masa,prostor i vreme.Ne može se promeniti jedna a da se istovremeno ne promene i ostale dve.Kao i u specijalnoj teoriji relativiteta kada se materijalni objekat približava brzini svetlosti istovremeno dolazi do promene sva tri parametara.Dolazi do pojave uvećanja mase,vremenske dilatacije i prostorne kontrakcije.Kod generalne teorije to se isto dešava u međusobnom odnosu između materije i prostor vreme.Odnosno ako se približavamo crnoj rupi za nas će se vreme usporavati ali mi to ne primećujemo međutim nezavistan posmatrač koji se nalazi mnogo dalje od nas i supermasivnog objekta to može primetiti.Drugo što će primetiti a to je da se objekat koji se približava supermasivnom objektu dimenziono menja i izgleda sve manji i manji.Ono što je još primetno kako objekat sve više bude obuhvaćen snažnijom i snažnijom gravitacijom njegova masa se uvećava i ako je količina materije ostala ista.To je osnova.Ovde je važno primetiti da se prostor vreme dimenziono menja a u zavisnosti u kakvoj se regiji prostor vremena nalazite i masa.Stoga ko može reći gde se završava kontrakcija prostora sa udaljenjem od npr crne rupe?Gde počinje takozvani ravni univerzum?Nigde!Jednostavno prostor pod sve manjim masenim uticajem sve više ekstendira odnosno dimenziono se menja tako da vreme sve brže prolazi,manji materijalni objekti izgledaju sve veći i sama masa objekta je sve manja.Tamna energija je u stvari ekstendovan prostor sa vrlo malo materije u sebi a tamna materija je u stvari kontrakovan prostor sa vrlo mnogo materije u sebi.Međutim sama promena ili tzv Hablova konstanta ukazuje da u univerzumu se konstantno generiše nova materija.I što više imamo materiju grupisanu na jedno mesto to se njihova ukupna masa eksponencijalno uvećava a ne linearno .Pa tu tzv ekstra masu registrujemo kao “tamnu materiju”.Kao kada se materijalni objekat približava brzini svetlosti.Relativan odnos između ove dve krajnosti se može objasniti i na drugi način.Ako se Posmatrač nalazi vrlo blizu crne rupe i recimo za njega vreme prolazi 10000 puta sporije nego kod nas onda će on kretanje našeg sunčevog sistema videti drugačije.Mi smo registrovali da je brzina kretanja sunca u galaksiji 200 km/s a taj posmatrač će registrovati da se sunce kreće 2000000km/s gotovo 7 puta brže od svetlosti?!Međutim mi tog posmatrača registrujemo gotovo kao statičnu figuru.Ako bi smo posmatrača postavili negde daleko između dve zvezde onda za njega bi vreme brže prolazilo nego kod nas gde postoji veliki maseni uticaj planeta i sunca.U tom slučajumi bi smo bili usporeni u odnosu na njega ,ne mnogo ali značajno za primetiti.E to vam je odnos koji postoji između”Tamne materije” i “tamne energije”.Odavde je lako objasniti sinhronu ugaonu brzinu okretanja kraka galaksije sa centrom galaksije.Vreme u centru drastično sporije teče u odnosu na krak galaksije zbog enormne koncetracije materije.Zbog tog efekta nam se činilo da interstelarni kamen ubrzava pri napuštanju našeg solarnog sistema a istina je da se kreće istom ili čak umanjenom brzinom.

Ostavite komentar