Nähtamatu tsivilisatsioon võib eksisteerida otse teie nina all. Kuigi me teame, et tavaline mateeria vastutab ainult 1/20 Universumi energiast ja 1/6 mateeria poolt kantavast energiast (ja kõik muu läheb tumeda energia arvelt), peame tavalist ainet väga oluliseks komponendiks. Kui kosmoloogid välja arvata, keskenduvad peaaegu kõik inimesed tavalisele ainele, ehkki energeetilisest aspektist pole see nii oluline.
Tavaline asi on meile muidugi kallim, kuna oleme sellest valmistatud - nagu kogu käegakatsutav maailm, kus me elame. Kuid me tunneme tema vastu huvi ka tema interaktsioonide mitmekesisuse tõttu. Tavalise mateeria vastastikmõjud hõlmavad elektromagnetilist, nõrka ja tugevat - need aitavad ainel moodustada keerulisi tihedaid süsteeme. Tänu looduse mittegravitatsioonilistele jõududele, mis vastutavad koostoimete eest, eksisteerivad mitte ainult tähed, vaid ka kivid, ookeanid, taimed ja loomad. Nii nagu paljastust mõjutab alkohol rohkem kui õlle teisi komponente, mõjutab tavaline aine, kuigi see kannab väikest osa energiatihedusest, ennast ja keskkonda märgatavamalt kui midagi, mis lihtsalt möödub.
Meile tuttavat nähtavat ainet võib pidada privilegeeritud protsendiks - täpsemalt 15% - ainest. Ettevõtluses ja poliitikas mõjutab otsuseid ja reegleid 1% inimestest ning ülejäänud 99% elanikkonnast pakub infrastruktuuri ja toetab - hooldab hooneid, hooldab linnu ja tarnib toitu. Samuti mõjutab tavaline aine peaaegu kõike, mida me täheldame, ja tumeaine oma arvukuses ja üldlevinud olemuses aitab moodustada kobaraid ja galaktikaid, tagab tähtede moodustumise, kuid mõjutab meie vahetut keskkonda vähe.
Meile lähedasi struktuure reguleerib tavaline asi. See vastutab meie keha liikumise, meie majandust toetavate energiaallikate, arvutiekraani või paberi eest, millel te seda loete, ja peaaegu kõige selle eest, mida võite ette kujutada. Kui midagi interakteerub nii, et seda saab mõõta, on see tähelepanu väärt, sest see võib mõjutada meie keskkonda.
Tavaliselt pole tumedatel ainetel seda huvitavat mõju ja ülesehitust. Eeldatakse, et tumeaine on liim, mis hoiab galaktikaid ja nende kobaraid amorfsetes pilvedes. Mis saab aga siis, kui see pole nii ja ainult meie eelarvamused - ja teadmatus - on eelarvamuste juur - põhjustavad meie väärarusaamu?
Standardmudelis on kuut tüüpi kvarke, kolme tüüpi laetud leptoneid (sealhulgas elektron), kolme tüüpi neutrinoosid, osakesed, mis vastutavad kõigi jõudude eest, ja uut asutatud Higgsi bosoni. Mis saab siis, kui tumeda aine maailm võib-olla mitte nii palju, aga ka mitmekesine? Sel juhul on tumeda aine vastastikmõju ebaoluline, kuid väike osa sellest interakteerub jõududega, mis sarnanevad tavalise mateeria jõududega. Standardmudeli osakeste ja jõudude rikas ja keeruline struktuur vastutab paljude huvitavate nähtuste eest. Kui tumeainetel on interakteeruv komponent, võib see olla ka mõjutav.
Kui me oleksime olendid, mis koosneksid tumedast ainest, oleks vale arvata, et tavalise mateeria kõik osakesed on samad. Võib-olla teevad tavalisest ainest valmistatud inimesed sama vea. Arvestades SM osakeste füüsika keerukust, mis kirjeldab meile teadaolevaid mateeria lihtsamaid komponente, tundub kummaline eeldada, et kogu tume aine koosneb ainult ühte tüüpi osakestest. Miks mitte eeldada, et selle osa on seotud omaenda vastastikuse mõjuga?
Nii nagu tavaline mateeria koosneb erinevat tüüpi osakestest ja kõik need põhikomponendid interakteeruvad erinevate laengukombinatsioonide kaudu, on ka tumedal ainel erinevad koostisosad - ja vähemalt üks selliste osakeste tüüp osaleb mittegravitatsioonilises interaktsioonis … SM neutriinoid ei mõjuta elektriline jõud ega tugev koostoime, erinevalt kuuest kvarki tüübist.
Reklaamvideo:
Samuti on võimalik, et ühte tüüpi tumeda aine osakesed nõrgalt või ei interakteeru mitte millegi muu kui gravitatsiooni kaudu, kuid umbes 5% osakestest kogeb muid koostoimeid. Tavalise matemaatika uurimise põhjal võime öelda, et see võimalus on tõenäolisem kui tavaline eeldus ühe nõrgalt interakteeruva osakese olemasolu kohta.
Välisriikide suhtekorraldusinimeste viga on proovida mõrutada teise riigi kultuuri ja ignoreerida tõsiasja, et selles võib olla mitmekesisust, mis on nende enda riigile ilmne. Nii nagu hea läbirääkija ei eelda erinevate kultuuride võrdlemisel ühiskonna ühe sektori domineerimist teise üle, ei tohiks ka erapooletu teadlane eeldada, et tumeaine pole nii huvitav kui tavaline aine ja tal puudub mitmesugust ainet, mis oleks sarnane sellele. mis on meie oma.
Populaarteaduslik kirjanik Corey S. Powell, kes teatas ajakirjas Discover meie uurimistööst, alustas oma artiklit öeldes, et ta on "kerglase šovinist" - ja et me kõik oleme ka sellised. Ta pidas silmas, et meie arvates on asi, mida teame, olulisem ja seetõttu keerulisem ning huvitavam. Koperniku revolutsioon lükkas väga sarnased vaated ümber. Kuid enamik inimesi nõuab, et nende vaade ja usk meie olulisusesse vastaksid tegelikule maailmale.
Paljud tavalise mateeria komponendid interakteeruvad erineval viisil ja mõjutavad maailma erineval viisil. Ehk siis tumeaines on erinevaid käitumisharjumustega osakesi, mis mõjutavad universumi struktuuri mõõdetaval viisil.
Kui ma esimest korda õppisin osaliselt interakteeruvat tumedat ainet uurima, olin üllatunud, et peaaegu keegi ei mõelnud tõsiasjale, et eeldus, et ainult tavalisel ainel on mitmesuguseid osakeste tüüpe ja vastastikmõjusid, on ülbe pettekujutelm. Mõned füüsikud on proovinud analüüsida selliseid mudeleid nagu "peegel tumeaine", milles tumeaine kordab kõike, mis on tavaline. Kuid sellised näited on eksootilised. Nende tagajärgi on keeruline kombineerida sellega, mida me teame.
Mitmed füüsikud on uurinud rohkem tumeaine koostoime kommunikatsioonimudeleid. Kuid nad eeldasid ka, et kogu tumeaine on sama ja läbib sama interaktsiooni. Keegi ei tunnistanud lihtsat võimalust, et kuigi suurem osa tumedast ainest ei suhestu tavalise ainega, suudab väike osa sellest seda teha.
Selle üks põhjus on arusaadav. Enamik inimesi usub, et uut tüüpi tume mateeria ei mõjuta enamikku täheldatud nähtusi, kui see on vaid väike osa tumedast ainest. Me ei ole veel suutnud jälgida isegi tumeda aine kõige olulisemat komponenti ja selle väikese komponendiga tegelemine tundub ennatlik.
Kuid kui me mäletame, et tavaline aine kannab ainult 20% pimeduse energiast, samal ajal kui enamik meist märkab ainult seda, saame aru, kus see loogika on vale. Võimsamate mittegravitatsiooniliste jõudude kaudu toimuv materjal võib olla huvitavam ja mõjukam kui kõige nõrgemini interakteeruv aine.
See kehtib tavalise asja kohta. Vaatamata väikesele arvule on see liiga võimas, kuna see kahaneb tihedateks ketasteks, millest võivad moodustuda tähed, planeedid, Maa ja elu. Tumeda aine laetud komponent - ehkki seda ei pruugi olla nii palju - võib ka kokkutõmbuda ja moodustada plaate, näiteks Linnutee nähtav ketas. See võib koguneda objektideks, mis näevad välja nagu tähed. Põhimõtteliselt võib sellist struktuuri täheldada ja võib-olla on seda isegi lihtsamini teha kui tavalist külma tumedat ainet, mis on hajutatud tohututesse sfäärilistesse halodesse.
Nii mõeldes kasvab võimaluste arv kiiresti. Lõppude lõpuks on elektromagnetism vaid üks paljudest mittegravitatsioonilistest interaktsioonidest, mida tavamudelis kogevad osakesed. Lisaks jõule, mis seob elektrone tuumadega, kogevad SM osakesed nõrka ja tugevat tuuma interaktsiooni. Tavalise mateeria maailmas võivad eksisteerida ka muud interaktsioonid, kuid need on meile kättesaadavate energiaallikate suhtes nii nõrgad, et keegi pole neid veel täheldanud. Kuid isegi kolme mittegravitatsioonilise interaktsiooni olemasolu vihjab, et lisaks tumedale elektromagnetilisusele võivad ka gravitatsioonivabad interaktsioonid esineda ka pimedas sektoris.
Võib-olla mõjutavad lisaks elektromagnetilistele sarnastele jõududele ka tuumajõud tumeainet. Võimalik, et tumedast ainest, milles toimuvad tuumareaktsioonid, võivad moodustuda tumedad tähed, mille tõttu moodustuvad struktuurid, mis käituvad tavalise ainega sarnasemal viisil, kui tumeaine, mida ma seni kirjeldasin. Sel juhul võib tume ketas sisaldada tumedaid tähti, mida ümbritsevad tumedad aatomid koosnevad tumedad planeedid. Tume mateeria võib olla sama keerukas kui tavaline aine.
Osaliselt interakteeruv tumeaine loob viljaka pinnase spekuleerimiseks ja innustab meid uurima võimalusi, mida me muidu poleks uurinud. Kirjanikud ja filmitegijad võivad kõiki neid lisajõude ja tagajärgi varjata pimedas sektoris väga ahvatlevalt. Nad võivad isegi soovitada tumeda elu olemasolu paralleelselt meie omaga. Sel juhul võiksid tavaliste animeeritud olendite asemel, kes võitlevad teiste animeeritud olenditega, või harvadel juhtudel töötavad nendega, kogu ekraanil marssida tumeda aine olendid, mis lohistavad kogu tegevuse enda peale.
Kuid seda poleks nii huvitav vaadata. Probleem on selles, et filmitegijatel oleks olnud raske filmida pimedat elu, mis on meile nähtamatu. Isegi kui oleks tumedaid olendeid, ei saaks me sellest teada. Võib-olla ei tea te, kui armas tume elu võib olla - ja peaaegu mitte.
Kuigi pimeda elu võimaluste üle on lõbus spekuleerida, on palju keerulisem välja mõelda, kuidas seda jälgida - või vähemalt selle olemasolu kaudsete tõendite abil tuvastada. On üsna keeruline leida elu, mis koosneks samadest komponentidest nagu meiegi, ehkki ekstrasolaarsete planeetide otsingud on käimas. Kuid tõend tumeda elu olemasolu kohta, kui see on olemas, on veelgi keerukam kui tavalise elu olemasolu tõestamine kaugetes maailmades.
Viimasel ajal oleme saanud jälgida gravitatsioonilaineid, mis tekivad tohututest mustadest aukudest. Meil pole praktiliselt mingit võimalust tuvastada tumeda olendi või terve tumedate olendite armee raskust, hoolimata sellest, kui lähedal nad meile asuvad.
Ideaalis tahaksin kuidagi selle uue sektoriga suhelda. Kuid kui seda uut elu ei mõjuta meile teadaolevad jõud, siis seda ei juhtu. Ehkki jagame nendega gravitatsiooni, oleks selline üksiku objekti või eluvormi mõju liiga nõrk tuvastada. Ainult väga suured objektid, näiteks Linnutee tasapinnas olev ketas, võivad täheldatud efekte tekitada.
Tumedad objektid või tume elu võivad eksisteerida meile väga lähedal - aga kui tumeda aine kogumass on väike, ei saa me sellest teada. Isegi kaasaegse tehnoloogia või mis tahes tehnoloogia abil, mida me võime ette kujutada, saab testida ainult väga spetsiifilisi võimeid. Varjatud elu, nii põnev kui see ka pole, tõenäoliselt ei oma käegakatsutavaid tagajärgi ja võib olla võrgutav, kuid kättesaamatu võimalus. Kuid pime elu on väga lahtine oletus. Teadlastel pole selle loomisega probleeme, kuid Universumil on selleks palju rohkem takistusi. Pole selge, millised keemiliste koostoimete variantidest suudavad elu toetada, ja me ei tea, millist keskkonda on vaja nende variantide jaoks, mis seda suudavad.
Sellegipoolest võib tume elu eksisteerida põhimõtteliselt otse meie nina all. Kuid ilma tugevama koostoimeta meie maailma küsimusega võib see lõbutseda, võidelda, olla aktiivne või passiivne - ja me ei saa sellest kunagi teada. Huvitav on see, et kui pimedas maailmas toimub koostoimeid, olenemata sellest, kas elu on seotud või mitte, võivad need mõjutada struktuuri mõõdetaval viisil. Ja siis saame pimeda maailma kohta palju rohkem teada.
