До сих пор Вселенная является огромным и очень загадочным местом. На протяжении многих веков люди смотрели в космос и пытались объяснить, почему мы здесь и откуда мы пришли. Хотя чтобы получить ответы на любой из этих вопросов, может потребоваться еще не одно столетие. А пока ученые предлагают нам свои теории.
Следует также отметить, что это всего лишь теории. Поэтому, естественно, они могут не совпадать друг с другом и даже противоречить.
1. Почему так трудно обнаружить тёмную материю?
В этом пункте мы поговорим о чем-то, что называется темной материей. Вселенная на 22% состоит из Тёмной материи, на 74% из Тёмной энергии. На остальную материю, в которую входят звёзды, планеты, межзвездный газ приходится лишь около 4% Вселенной. Тёмная материя невидима, потому что не взаимодействует со светом, но оказывает влияние на гравитацию, то есть она влияет на движения галактик и галактических кластеров.
Благодаря тому, что тёмная материя обладает лишь гравитационным эффектом, она может практически незаметно проходить через «обычную» материю. По всем этим причинам темная материя еще не обнаружена, но физики уверены, что она существует. И у TopCafe.su в этом нет никакого сомнения.
На фото: Детальная картина Вселенной раннего возраста, а именно космическое фоновое излучение (Реликтовое излучение). На снимке обнаружены колебания температуры, что соответствует местам зарождения галактик.
Вопрос в том, почему так трудно обнаружить темную материю в экспериментах, которые проводятся на Земле? Один из возможных ответов исходит от физики элементарных частиц.
В ходе эксперимента было обнаружено, что темная материя может взаимодействовать с обычной материей, если они обе находятся в условиях, близких к началу создания Вселенной, а именно, в чрезвычайно высокотемпературной плазме. Если их моделирование истинно, это означает, что темную материю можно было наблюдать в первые дни Вселенной.
На фото: Большой адронный коллайдер
Была надежда на то, что создав эти условия в Большом адронном коллайдере, можно будет обнаружить темную материю. Но этого не случилось. Некоторые учёные считают, что нужен более чувствительный детектор, а некоторые утверждают — не стоит искать то, чего нет.
2. Тёмная материя убила динозавров
Наиболее вероятным виновником гибели динозавров считается астероид или вулканическая активность сибирских вулканов. Однако, не прекращаются обсуждения мел-палеогенового вымирания 66 миллионов лет назад. Несмотря на это, физик Лиза Рэндалл считает, что виной тому была темная материя.
Основа теории возвращает нас к 1980-м годам, когда палеонтологи Дэвид Рауп и Джек Сепкоски обнаружили доказательства того, что каждые 26 миллионов лет после Массового пермского вымирания (которое произошло около 252 миллионов лет назад и 96 процентов жизни было уничтожено), также случались вымирания животных.
После дальнейших исследований, возвращаясь на полтора миллиарда лет назад, похоже, что примерно каждые 30 миллионов лет на Землю обрушивались катаклизмы, которым планета отдавала или уделяла несколько миллионов лет. Чего только стоят мощнейшие извержения вулканов, о которых мы недавно писали.
Тем не менее ученые никогда не были уверены, почему катаклизмы происходили по такому расписанию. Теория Рэндалла заключается в том, что речь идет о темной материи. Считается, что темная материя разбросана по всей Вселенной и используется в качестве лесов, на которых построены галактики, в том числе наш дом — Млечный Путь. По мере того как наша Солнечная система вращается вокруг Млечного Пути, она «плавает», а временами она качается как пробка в воде. И это происходит примерно каждые 30 миллионов лет.
В таких ситуациях наша Солнечная система может столкнуться с диском темной материи. Диск должен был быть на одну десятую толщины видимого диска звезд Млечного Пути и иметь плотность по меньшей мере одной солнечной массы за квадратный световой год.
Обычная материя и темная материя могут проходить друг через друга, но темная материя может влиять на обычную материю через гравитацию. В результате, когда некоторая материя, плывущая в пространстве, вступает в контакт с темной материей, оно может направить некоторые объекты во Вселенной, которые в конечном счете столкнутся с Землей.
Если теория Рэндалла верна, то темная материя может быть ответственной за основные части формирования Вселенной.
3. Жизнь распространяется во Вселенной как эпидемия
Когда речь идет о Вселенной, всегда возникает один вопрос: есть ли разумная жизнь, отличная от нашей? Или мы просто одни здесь во Вселенной? Ученые тоже задаются этими вопросами, и в настоящее время они изучают, как появилась жизнь, в том числе и наша.
Согласно исследованию Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики, наиболее логичным ответом является то, что жизнь распространяется от звезды к звезде, как эпидемия. Понятие о том, что жизнь распространяется от планеты к планете и от звезды к звезде, называется панспермией. Конечно, если вы видели Прометея, эта концепция является основной сюжета.
Если жизнь перешла от звезды к звезде, это означает, что Млечный Путь может быть наполнен жизнью. Если их теория верна, то возможно, что на других планетах в Млечном Пути также может быть жизнь.
Еще одна интересная вещь, которую они нашли в своих расчетах, заключается в том, что жизнь может распространяться микроскопическими организмами, которые прибыли на астероиде. Или ее могли распространить умные существа или существо.
Кроме того, в последнее время ученые сходятся во мнении, что жизнь на других планетах должна развиваться по тем же принципам, что и на Земле. Это говорит о том, что инопланетяне могут быть очень похожими на жителей нашей планеты.
4. Почему Вселенная создана из материи?
Материя — это все, что занимает пространство, и имеет вес. Противоположность материи называется антиматерией. Когда материя и антиматерия соприкасаются, они уничтожают друг друга (аннигилируют) с выделением огромного количества энергии, что и произошло в начале создания Вселенной и способствовало ее расширению.
Вначале должно было быть равное количество материи и антиматерии. Однако, если бы было равное количество материи и антиматерии, они бы уничтожили друг друга, и Вселенная перестала существовать. Это заставило физиков поверить, что было немного больше материи, чем антиматерии. Для распространения материи по Вселенной было бы достаточно небольшой частицы материи на каждые 10 миллиардов частиц антиматерии.
Проблема заключалась в том, что, хотя физики знали, что было больше материи, они не знали почему. Это было до 2008 года, тогда исследователи из Чикагского университета наблюдали субатомные частицы, у которых была очень короткая жизнь, называемыми B-мезонами.
Исследователи, получившие Нобелевскую премию по физике за это открытие, обнаружили, что B-мезоны и анти-B-мезоны распадаются иначе друг от друга. Это означает, что возможно, что после уничтожения в начале Вселенной B-мезоны и анти-B-мезоны разлагаются по-разному, оставляя достаточное количество материи для создания всех звезд, планет и даже вас и всего, что вы касаетесь, включая воздух которым вы дышите.
5. Беспорядок сделал жизнь возможной
Энтропия играет огромную роль во Вселенной. Высокая энтропия означает беспорядок и хаос в системе. Низкая энтропия говорит нам о большей организации, упорядоченности.
Пример для визуализации этого — Лего. Дом Лего имел бы низкую энтропию, а коробка случайных, несвязанных предметов имела бы высокую энтропию.
Интересно, что энтропия может быть причиной того, что жизнь существует. И даже говоря о таких высоко организованных вещах, как головной мозг, это утверждение, хоть и кажется неверным, имеет место быть.
Тем не менее согласно теории помощника профессора Массачусетского технологического института Джереми Ингленд, высшая энтропия может быть ответственна за жизнь во Вселенной.
Ингленд говорит, что в идеальных условиях случайная группа молекул может самоорганизоваться, чтобы эффективно рассеивать больше энергии в неоднородной среде, которой является наша Вселенная.
Однако теория Ингленда должна пройти много испытаний. Если он прав, тогда как предполагают эксперты, что его имя будут помнить так же, как мы помним Чарльза Дарвина.
6. Вселенная не имеет начала
Преобладающая теория начала нашей Вселенной состоит в том, что более 13,8 миллиарда лет назад, с точки зрения сингулярности, Большой взрыв породил Вселенную и с тех пор она расширяется.
«Большой взрыв» впервые был теоретизирован в 1927 году, и модель основана на теории общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Проблема в том, что в теории Эйнштейна есть некоторые пробелы. В основном, что законы физики ломаются до достижения сингулярности.
Другая большая проблема заключается в том, что другая доминирующая теория в физике, квантовая механика, не согласуется с общей теорией относительности. Кроме того, ни теория относительности, ни квантовая механика не учитывают темную материю. Это означает, что хотя Большой взрыв является одной из лучших теорий о том, как появилась Вселенная, но теория может быть неверной. Но topCafe.su нашел интересную альтернативу Большому взрыву!
Альтернативная теория состоит в том, что Вселенная никогда не была в точке сингулярности, и не было большого взрыва. Вместо этого Вселенная бесконечна и не имеет начала или конца. Исследователи пришли к этой теории, применив квантовые поправки к теории общей теории относительности Эйнштейна, используя более старую модель интерпретации квантовой механики, называемой Бохманской механикой.
Их метод проверки теории также поможет объяснить темную материю. Если их теория правильна, что Вселенная бесконечна, это будет означать, что Вселенная имеет карманы сверхтекучей жидкости, заполненные теоретическими частицами, такими как гравитоны и аксиомы. Если сверхтекучесть соответствует распределению темной материи, то возможно, что Вселенная бесконечна.
7. И это ещё не конец...
Эта тема насколько безгранична, что её можно продолжать ещё очень долго. Другие, еще более удивительные теории о Вселенной вы можете почитать в следующей статье. А пока редакция TopCafe.su просит вас оставить комментарий с вашими мыслями, идеями. Напишите какие интересные теории о Вселенной вам нкаиболее близки.