Ciemna materia i ciemna energia we wszechświecie. 1. Wprowadzenie

Ciemna materia i ciemna energia we wszechświecie

Walery Anatoliewicz Rubakow,
Instytut Badań Jądrowych, RAS, Moskwa, Rosja

Prezentacja wykładu (pdf, 2 Mb)

Pobierz film (avi): część 1 (180 MB), część 2 (210 MB), część 3 (250 MB)

  • 1. Wprowadzenie
  • 2. Rozszerzający się wszechświat
  • 3. Wszechświat w przeszłości
  • 4. Bilans energii we współczesnym wszechświecie
  • 5. Ciemna materia
  • 6. Ciemna energia
  • 7. Wniosek

1. Wprowadzenie

Nauka przyrodnicza jest teraz na początku nowego, niezwykle interesującego etapu jej rozwoju. Przede wszystkim niezwykłe jest to, że nauka o mikroświecie – fizyka cząstek elementarnych – i nauka o wszechświecie – kosmologia – stają się jedyną nauką o fundamentalnych właściwościach otaczającego nas świata. Odpowiadają na te same pytania różnymi metodami: jakim materiałem jest dziś Wszechświat? Jaka była jego ewolucja w przeszłości? Jakie procesy zachodzące pomiędzy cząstkami elementarnymi we wczesnym Wszechświecie ostatecznie doprowadziły do ​​jego nowoczesnego stanu? Jeśli stosunkowo niedawno dyskusja na temat takich pytań zatrzymała się na poziomie hipotez, dziś istnieje wiele danych eksperymentalnych i obserwacyjnych, które pozwalają uzyskać ilościowe (!) Odpowiedzi na te pytania.Jest to kolejna cecha obecnego etapu: w ciągu ostatnich 10-15 lat kosmologia stała się nauką ścisłą. Nawet dzisiaj dane z kosmologii obserwacyjnej są bardzo dokładne; jeszcze więcej informacji o współczesnym i wczesnym Wszechświecie zostanie uzyskanych w nadchodzących latach.

Ostatnio uzyskane dane kosmologiczne wymagają fundamentalnego dodatku do współczesnych koncepcji dotyczących struktury materii i podstawowych oddziaływań cząstek elementarnych. Dzisiaj znamy wszystkie lub prawie wszystkie "cegły", z których składa się zwykła materia – atomy, jądra atomowe, protony i neutrony, które tworzą jądra – i jak te "cegły" współdziałają ze sobą na odległość do 1 / 1000 wielkość jądra atomowego (ryc. 1). Wiedza ta jest uzyskiwana w wyniku wieloletnich badań eksperymentalnych, głównie dotyczących akceleratorów i teoretycznego zrozumienia tych eksperymentów. Dane kosmologiczne wskazują na istnienie nowych rodzajów cząstek, które nie zostały jeszcze odkryte w warunkach ziemskich i stanowią "ciemną materię" we Wszechświecie. Najprawdopodobniej mówimy o całej warstwie nowych zjawisk w fizyce mikroświata, i jest całkiem możliwe, że ta warstwa zjawisk zostanie odkryta w laboratoriach ziemskich w niedalekiej przyszłości.

Ryc. 1. Znane cząstki elementarne.Protony i neutrony, które składają się na jądra atomowe, składają się z kwarków, które dziś uważane są za elementarne. W naturze są też elektrony i ich cięższe, krótkotrwałe odpowiedniki – miony (μ) i leptonów tau (τ). Ponadto istnieją trzy typy neutrin, ve, vμ i vτ. Neutrina nie mają ładunku elektrycznego i oddziałują niezwykle słabo z materią: jako ilustracja przenikają do Ziemi lub Słońca prawie swobodnie. Na rysunku nie pokazano fotonów i innych cząstek odpowiedzialnych za interakcje – gluonów, W±– i bozony Z.

Jeszcze bardziej zaskakującym rezultatem kosmologii obserwacyjnej było wskazanie istnienia zupełnie nowej formy materii – "ciemnej energii".

Jakie są właściwości ciemnej materii i ciemnej energii? Jakie dane kosmologiczne wskazują na ich istnienie? Co mówi z punktu widzenia fizyki mikroświata? Jakie są perspektywy badania ciemnej materii i ciemnej energii w warunkach ziemskich? Wykład poświęcony waszej uwadze poświęcony jest tym pytaniom.


Like this post? Please share to your friends:
Ciemna materia i ciemna energia we wszechświecie ">

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: