КОСМИЧКО ТКАЊЕ

НЕДОКУЧИВА ПЕТА СИЛА

Shutterstock

Shutterstock

Тамна енергија, мистериозна сила која узрокује убрзање свемира, можда је била одговорна за неочекиване резултате експеримента XENON1T, дубоко испод италијанских Апенина.

Нова студија, коју су водили истраживачи са Универзитета у Kембриџу, а објављена je у часопису Physical Review D, сугерише да су неки необјашњиви резултати експеримента XENON1T у Италији можда узроковани тамном енергијом, а не тамном материјом коју је експеримент требало да открије. Истраживачи кажу да би њихова студија могла бити важан корак ка директном откривању тамне енергије. Све што наше очи могу да виде на небу и у нашем свакодневном свету – од сићушних месеца до масивних галаксија, од мрава до китова – чини мање од пет одсто свемира. Остатак свемира чини мрак. Око 27 посто је тамна материја – невидљива сила која држи галаксије на окупу – док је 68 посто тамна енергија, због које се свемир убрзано шири.

„Упркос томе што су обе компоненте невидљиве, знамо много више о тамној материји, будући да је њено постојање наговештено још двадесетих година прошлог века, док је тамна енергија откривена тек 1998. године”, рекао је др Сани Вагноци из Института за космологију Kавли Универзитета Kембриџ, водећи аутор студије. Експерименти великих размера, попут XENON1T-а, осмишљени су за директно откривање тамне материје, тражењем знакова који показују да тамна материја погађа обичну материју, а тамна енергија је још неухватљивија.”

Да би открили тамну енергију, научници углавном траже гравитационе интеракције: начин на који гравитација привлачи објекте око себе. На највећим размерама гравитациони ефекат тамне енергије је одбојан, и удаљава тела једна од других и на тај начин убрзава ширење свемира. Пре око годину дана, експеримент XENON1T пријавио је неочекивани сигнал или вишак преко очекиваног. Ове врсте ексцеса често су случајност, али с времена на време могу довести и до фундаменталних открича”, рекао је коаутор др Лука Визинели из Националне лабораторије Фраскати у Италији. Истражили смо модел у којем се овај сигнал може приписати тамној енергији, а не тамној материји за чије откривање је експеримент првобитно осмишљен.”

Вагноци и његове колеге конструисали су физички модел, који је користио врсту механизма скрининга познатог као камелеонски скрининг, да би показали да честице тамне енергије произведене у јаким магнетним пољима Сунца могу објаснити вишак који је детектован током експеримента XENON1T.

У то време најпопуларније објашњење вишка били су аксиони – хипотетичке, изузетно лаке честице – произведене на Сунцу. Међутим, ово објашњење није подржано, јер би количина аксиона која би била потребна да се објасни сигнал који је дошао до XENON1T-а драстично променила еволуцију звезда много тежих од Сунца, што је у супротности са оним што знамо. Далеко смо од потпуног разумевања шта је то тамна енергија, али већина физичких модела тамне енергије довела би до постојања такозване пете силе. У свемиру постоје четири фундаменталне силе и све што се не може објаснити једном од ових сила понекад се назива резултатом непознате пете силе.

Међутим, знамо да Ајнштајнова теорија гравитације изузетно добро функционише у нашем универзуму. Стога је свака пета сила повезана с тамном енергијом нежељена и мора бити сакривена; или мора да се провери, када је реч о малим размерама, и може деловати само тамо где Ајнштајнова теорија гравитације не успева да објасни убрзање ширења универзума. Вагноци и његове колеге конструисали су физички модел, који је користио врсту механизма скрининга познатог као камелеонски скрининг, да би показали да честице тамне енергије произведене у јаким магнетним пољима Сунца могу објаснити вишак који је детектован током експеримента XENON1T.

„Kамелеонски скрининг искључује производњу честица тамне енергије у врло густим објектима, избегавајући проблеме с којима се суочавају соларни аксиони”, рекао је Вагноци. Такође нам омогућава да раздвојимо оно што се дешава у локалном веома густом универзуму од онога што се дешава на највећим скалама, где је густина изузетно мала.” Истраживачи су својим моделом показали шта би се догодило детектору ако се тамна енергија производи у региону Сунца званом тахоклин, где су магнетна поља посебно јака.Било је заиста изненађујуће да је овај вишак у принципу могао бити узрокован тамном енергијом, а не тамном материјом”, рекао је Вагноци. То је заиста посебно.”

Њихови прорачуни сугеришу да би се експерименти попут XENON1T, који су дизајнирани за откривање тамне материје, такође могли користити за откривање тамне енергије. Међутим, првобитни вишак још треба потврдити. Прво морамо да знамо да ово није само случајност”, рекао је Визинели. Да је XENON1T заиста нешто детектовао, очекивали бисте да ћете у будућим експериментима поново имати сличан вишак, али овај пут са много јачим сигналом.” Ако је вишак био резултат тамне енергије, то значи да ће предстојеће надоградње експеримента XENON1T, а и експерименти који имају сличне циљеве као што су LUX-Zeplin и PandaX-xT, моћи директно да открију тамну енергију и то у наредној деценији.

(Извор Национална географија)

О аутору

Stanko

1 коментар

  • 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.

Оставите коментар