ՆախընտրելիԿա բավականին համոզիչ աստղաֆիզիկական դիտարկումների մի ամբողջ շարք, գումարած որոշ բավականին համոզիչ տեսական նկատառումներ, թե ինչու պետք է գոյություն ունենա մութ մատերիա: Այս մասին NEWS.am Tech-ի թղթակցի հետ զրույցում ասաց Միջուկային հետազոտությունների միացյալ ինստիտուտի (ՌԴ, Դուբնա) տեսական ֆիզիկայի լաբորատորիայի ավագ գիտաշխատող Մարիա Սավինան։
Ինչո՞ւ ենք մենք վստահ, որ մութ մատերիան գոյություն ունի:
Ինչ վերաբերում է մութ նյութի օգտին փորձարարական փաստարկներին, ապա կան բազմաթիվ տարբեր փաստեր, մասնավորապես, աստղերի պտույտի կորերը գալակտիկաներում։
Օբյեկտների կինեմատիկան, ընդհանուր կենտրոնների նկատմամբ պտտման արագությունը, տեղի է ունենում այնպես, կարծես ինչ-որ այլ գրավիտացիոն զանգված կա:
Աստղերի սպեկտրների տեսանելի ինֆրակարմիր մասը աստղադիտակներով կարող ենք գրանցել, զանգվածը կարող ենք հաշվարկել զանգվածը լուսավորության աստիճանով, և այս զանգվածը բավարար չէ։
Դատելով աստղերի պտտման ձևից, դատելով գալակտիկաներում նրանց շարժման ձևից, գալակտիկաների կուտակումների միմյանց համեմատ շարժվելուց, միանգամայն ակնհայտ է, որ աստղերը միասին պահող այլ բան կա:
Եթե դա չլիներ, կառույցները պարզապես կքանդվեին։ Սա շատ լուրջ փաստարկ է։ Դեռ էլի լուրջ փաստարկներ կան։
Մենք հասկանում ենք, որ աղբյուրների մի ամբողջ շարք տարբեր աստղեր չեն, դրանք նույն աստղն են, որոնց լույսը լղոզվել է գրավիտացիոն ոսպնյակի միջոցով:
Մենք կարծում ենք, որ մութ նյութը մի տեսակ նոր նյութ է, որը փոխազդում է հիմնականում գրավիտացիոն ճանապարհով և առաջացնում է այս բոլոր ազդեցությունները: Բացի շատ համոզիչ աստղաֆիզիկական փաստարկներից, կան նաև տարբեր տեսական նկատառումներ, որոնց պատճառով մութ մատերիան պետք է լիներ վաղ Տիեզերքում, որպեսզի ձևավորեր վաղ խտության տատանումներ, որոնց վրա այնուհետև կպչում է սովորական նյութը: Եվ այսպես, ձևավորվում է այն, ինչ մենք անվանում ենք Տիեզերքի լայնածավալ կառուցվածք: Այս տեսական սխեման չի գործում առանց մութ նյութի:
Հնարավո՞ր է, որ մենք սխալ ենք հասկանում գրավիտացիան և ինչպես է այն աշխատում մեր մոլորակից դուրս:
Հարցն օրինաչափ է։ Կամ փոփոխեք ձգողականությունը, կամ ներմուծեք համապատասխանաբար նոր ուժեր, նոր փոխազդեցություններ և նոր մասնիկներ:
Դա պայմանավորված է նրանով, որ մենք ունենք ստանդարտ մոդել, որը նկարագրում է մեզ հայտնի չորս ուժերն ու տարրական մասնիկները, և ստանդարտ մոդելում մութ նյութի մասնիկի համար համապատասխան թեկնածու չկա: Երբ դու ոչինչ չգիտես, բացի այն, որ ինչ-որ բան պետք է լինի, ուրեմն ցանկանում ես հնարավորինս շատ փաստարկներ ստանալ հօգուտ այն բանի, որ այդպես պետք է լինի:
Երկրորդ, դուք ցանկանում եք առաջարկել ինչ-որ լուծում, որը կբավարարի ձեր ցանկությունների ցանկի հնարավոր առավելագույն քանակի կետերը:
Դուք ստեղծում եք ցանկությունների ցուցակ ձեր մութ նյութի համար, թե ինչպիսին այն պետք է լինի։ Այնուհետև դուք պարզապես կկցեք ձեր մոդելները և կստուգեք յուրաքանչյուր կետի կողքին գտնվող վանդակները և կստուգեք, թե քանի կետի է համապատասխանում ձեր մոդելը: Փոփոխված ձգողականությունը քիչ նախընտրելի տեսական սցենար է:
Մութ նյութից մեր բոլոր ակնկալիքների լավագույն պատասխանը վարկածն է, որ մութ մատերիան բաղկացած է մեզ անհայտ մասնիկներից, որոնք կապված են միմյանց և տեսանելի նյութի մեր հատվածի հետ նոր փոխազդեցության միջոցով:
Արդյո՞ք մութ մատերիան բաղկացած է որոշ մասնիկներից, որոնց մասին մենք նույնիսկ գլխի չենք ընկնում:
Ամեն անգամ, երբ խոսում ենք ինչ-որ նոր երեւույթների մասին, առաջին հերթին գործում ենք այն հասկացություններով, որոնք հասկանում ենք։
Մենք կարող ենք ձևակերպել օրինաչափություններ և փոխազդեցություններ տարրական մասնիկների աշխարհում և կարծում ենք, որ այս հասկացությունների շրջանակներում մենք կարող ենք համապատասխանաբար ինչ-որ բան նկարագրել:
Բացի տարրական մասնիկներից, կարող են լինել նաև էկզոտիկ առարկաներ, օրինակ՝ ռելիկտային սև անցքեր, որոնք մեծ քանակությամբ ծնվել են շատ վաղ Տիեզերքում։
Մութ նյութը պետք է կայուն լինի, պետք է ապրի առնվազն 14 միլիարդ տարի, այնպես որ ամեն սև անցք չէ, որ համապատասխանում է այս չափանիշներին, բայց այդպիսի օբյեկտների համար կա զանգվածի արժեքների որոշակի շրջանակ, որը սկզբունքորեն դա թույլ է տալիս: Այսինքն՝ այո, նման միտք էլ կա։
Ենթադրվո՞ւմ է, որ այնտեղ, որտեղ մենք կարծում ենք, որ մութ մատերիա կա, այնտեղ կան սև խոռոչներ, թե՞ մութ նյութը կազմված է սև խոռոչների նման մի բանից:
Այս հայեցակարգը բավականին պարզ է, եթե ենթադրենք, որ մենք հասկանում ենք բազմաթիվ սև խոռոչների ձևավորման գործընթացը:
Մենք հավատում ենք, որ մութ նյութի մեծ կուտակումները հավասարաչափ շրջապատում են գալակտիկան: Այսպիսով, եթե մենք դրանք համարում ենք սև խոռոչներ, ապա դա ենթադրում է, որ մութ մատերիան կազմված է սովորական նյութից, եթե մենք համարում ենք, որ սև խոռոչները սովորական նյութ են: Այս դեպքում մենք պետք է ենթադրենք, որ դրանք հավասարաչափ ցրված են բավարար քանակությամբ մեր գալակտիկաներում։ Ցանկացած գալակտիկայի շուրջ ոչ թի միքանի սև խոռոչներ են, այլ մեծ քանակությամբ սև խոռոչներ բաշխված են ծայրամասի երկայնքով բավականին հավասարաչափ:
Հարցը մնում է բաց, թե ինչպես կարող են նման սև խոռոչները ծնվել մեծ քանակությամբ և հավասարաչափ բաշխվել այն տարածական կոնֆիգուրացիաներում, որոնք կհամապատասխանեն մեզ: Այս հայեցակարգը այսօր էլ կենդանի է:
Հնարավոր է, որ մութ նյութը կարող էր գոյություն ունենալ նույնիսկ Մեծ պայթյունից առաջ:
Արդյո՞ք մութ մատերիան գոյություն ունի որևէ կայուն ձևով, թե՞ այն կարող է էվոլյուցիա ապրել:
Ոչ մի հիմք չկա ենթադրելու, որ մութ նյութի հատվածը պարզ է: Կարելի է նաև ենթադրել, որ մութ հատվածում կան որոշ փոխազդեցություններ, որոնք կորոշեն մութ հատվածի փոխակերպումը: Մենք կարող ենք ենթադրել այնպիսի էկզոտիկ բաներ, ինչ-որ ուժեղ մութ փոխազդեցություն, որի համեմատ կձևավորվեն մութ հադրոններ, որոնք կարող են ձևավորել մութ միջուկներ:
Անկախ նրանից, թե ինչպես ընթանան այս փոխակերպումները, որքան էլ բարդ լինի մութ հատվածը, մութ մատերիան պետք է չեզոք լինի, և այն պետք է կայուն լինի տիեզերական ժամանակներում: Պետք է լինի մեկ մասնիկ, որը կարող է ունենալ բոլորից ամենափոքր զանգվածը, որպեսզի այն չկարողանա հետագայում տրոհվել, և այն պետք է կայուն լինի: Այս հիմնական պահանջները պետք է պահպանվեն։ Մնացած ամեն ինչը հնարավոր է։
Կարո՞ղ է մի քանի տեսակի մութ նյութ լինել:
Հնարավոր է նույնիսկ, որ մութ նյութի մի մասը բաղկացած է ռելիկտային սև խոռոչներից, որոշ ռելիկտային լարերից և որոշ տարրական մասնիկներից։ Մենք կարծում ենք, որ դրանք անհավասար համամասնություններ են, կա ինչ-որ գերիշխող ներդրում, իսկ մնացած ամեն ինչն ընդամենը մի քանի ոչ շատ մեծ լրացուցիչ ներդրում է։
Եթե ֆիզիկական օբյեկտը շրջապատված է մութ նյութով, ի՞նչ տեղի կունենա:
Մենք հավատում ենք, որ մութ նյութն ամենուր է, մենք բոլորս փոխազդում ենք մութ նյութի հետ, պարզապես չենք նկատում դա:
Քանի որ մութ մատերիան ամենուր է, այդ թվում՝ Երկրի վրա, և ժամանակի յուրաքանչյուր պահի կա որոշակի հավանականություն, որ մենք բախվենք մութ նյութի մասնիկի հետ, մենք ոչինչ չենք զգում։
Ժամանակի ցանկացած պահի մենք բոլորս փոխազդում ենք մութ նյութի մասնիկների հետ, և ոչ մի վատ բան տեղի չի ունենում:
Արդյո՞ք փորձարարական արդյունքների բացակայությունը կարող է ցույց տալ, որ մութ նյութն իրականում կազմված չէ մասնիկներից:
Քանի որ արդյունքներն ամենուր բացասական են, գիտական հանրությունում ձայներ են լսվում, որ միգուցե մենք դեռ սխալ ենք հասկանում իրավիճակը և իզուր ենք մեր հույսը դրել տարրական մասնիկների ֆիզիկայի վրա: Միգուցե դրանք ինչ-որ ռելիկտային սև խոռոչներ են կամ որոշ էկզոտիկ մակրովիճակներ, որոնք կարող են տեղի ունենալ:
Մենք այժմ ունենք մի տեսակ ճգնաժամ մութ մատերիայի որոնման մեջ, բայց գիտությունը զարգանում է ճգնաժամի պայմաններում, ուստի ճգնաժամը շրջադարձային է նոր հնարավորությունների հայտնաբերման համար:
Ինչո՞ւ ենք մենք ընդհանրապես փնտրում մութ նյութը: Ի՞նչ կտա մեզ դրա հասկացողությունը:
Առաջին հերթին՝ աշխարհի պատկերի մեր հստակ ըմբռնումը։ Ֆիզիկոսները շատ ռացիոնալ են նրանով, որ ցանկանում են հասկանալ աշխարհի հիմնական պատճառները և դուրս հանել հիմնարար օրենքները:
Մութ մատերիան շատ կարևոր է Տիեզերքը հասկանալու համար, քանի որ, ինչպես մենք հիմա հավատում ենք, մութ մատերիան կազմում է Տիեզերքի խտության 26%-ը, իսկ սովորական նյութը ընդհանուր խտության ընդամենը 4,5%-ն է:
Մնացած 70%-ը մեզ բոլորովին անհայտ մութ էներգիա է: Ուստի շատ կարևոր է հասկանալ, թե ինչ է մութ մատերիան և մութ էներգիան, հակառակ դեպքում կարծում ենք, որ հասկանում ենք Տիեզերքի կազմի միայն 4,5%-ը։ Հիմնարար ֆիզիկայի տեսանկյունից սա անբավարար իրավիճակ է։
Ի՞նչ է մութ էներգիան:
Ֆիզիկոսները միշտ երազում են ստեղծել ամեն ինչի վերաբերյալ ինչ-որ վերջնական տեսություն, դաշտի միասնական տեսություն, որը նկարագրում է բացարձակապես ամեն ինչ:
Եթե մենք ստեղծենք նման տեսություն, ապա տեսականորեն այս տեսությունը պետք է պարունակի մութ էներգիա, մութ նյութ և սովորական նյութ, և այս ամենը պետք է նկարագրվի փոխկապակցվածության մեջ։
Մութ էներգիան էլ ավելի հիմնարար բան է, քանի որ այն նյութի այնպիսի զարմանալի վիճակ է, որը բացասական ճնշում է առաջացնում: Աշխարհի ողջ նյութը դրական ճնշում է առաջացնում, բայց մութ էներգիան՝ բացասական:
Հենց մութ էներգիան էր, որը ժամանակին ստեղծեց մեր Տիեզերքը, ինչպես որ կա, և դա մութ էներգիան է, որն այժմ թելադրում է հիմնական ներդրումը խտության մեջ: Այսպիսով, սա շատ կարևոր բաղադրիչ է: Մենք հավատում ենք, որ մութ նյութը սկալյար դաշտ է:
