Grawitina tworzą ciemną materię?

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Naukowcy od kilkudziesięciu lat uważają, że znaczną część wszechświata wypełnia ciemna materia. Nie potrafią jednak stwierdzić, z czego się ona składa. Are Raklev, profesor fizyki cząstek z Uniwersytetu w Oslo przedstawił interesującą teorię, która nie tylko może wyjaśnić skład ciemnej materii ale też podpowiedzieć, w jaki sposób ją wykryć.

Pomimo tego, że potrafimy obliczyć masę ciemnej materii, ciągle nie wiemy, czym ona jest. Jej cząsteczki powinny posiadać albo bardzo dużą masę, ale być bardzo liczne. Neutrino spełniają wszystkie warunki dla ciemnej materii. Z wyjątkiem jednego. W sumie mają zbyt małą masę - mów Raklev.

Uczony próbuje udowodnić, że ciemną materię stanowią grawitina. Grawitino to hipotetyczny supersymetryczny partner hipotetycznego grawitonu. Bardziej hipotetycznie już być nie może - śmieje się uczony.

Supersymetria zakłada istnienie symetrii pomiędzy oddziaływaniami a materią. Kwarki i elektrony mają, wedle zwlenników supersymetrii, swojego ciężkiego partnera. Cząstki te powstały natychmiast po Wielkim Wybuchu. To właśnie one mają tworzyć ciemną materię. I tutaj właśnie pojawia się grawitino. Grawiton, jak uważają niektórzy, przenosi oddziaływania grawitacyjne, tak jak foton przenosi oddziaływania elektromagnetyczne. Grawiton nie ma masy, ale ma ciężkiego supersymetrycznego partnera czyli grawitino. Jeśli zatem zwolennicy supersymetrii mają rację i natura jest supersymetryczna i grawiton istnieje, to istnieje również ciężkie grawitino. Problem jednak w tym, że nawet jeśli obie cząstki istnieją, to nie będzie można wykazać związku pomiędzy nimi bez istnienia Teorii Wszystkiego.

Jednym z największych wyzwań współczesnej fizyki jest stworzenie teorii, która opisywałaby wszystkie siły w naturze.

Od kilkudziesięciu lat wiemy, że elektryczność i magnetyzm są częścią tej samej siły, nazwanej elektromagnetyzmem. Kolejne dwie siły to oddziływania słabe (przejawiające się np. w radioaktywności pierwiastków) i oddziaływania silne, które łączą protony i neutrony.

Model Standardowy łączy wszystkie wspomniane siły - elektromagnetyzm, oddziaływania silne i oddziaływania słabe. Do rozwiązania pozostaje jeszcze problem najsłabszej z sił, czyli grawitacji. Nie istnieje obecnie teoria, która pozwoliłaby połączyć ją z trzema pozostałymi siłami. Taka teoria, mimo że jeszcze nie istnieje, już zyskała sobie nazwę Teorii Wszystkiego. Aby ją stworzyć konieczne jest zrozumienie grawitacji z punktu widzenia mechaniki kwantowej. To z kolei wymaga teorii, w której grawiton byłby częścią jądra atomowego.

Badanie ciemnej materii jest bardzo trudne, gdyż nie oddziałuje ona elektromagnetycznie ze spotykanymi na Ziemi cząstkami. Gdy nie ma oddziaływania elektromagnetycznego z widzialnymi cząstkami, to ciemna materia może np. przechodzić przez nasze ciała, a my nie mamy instrumentów, które będą w stanie ją zarejestrować. Tu właśnie pojawia się supersymetria. Jeśli teoria ta jest prawdziwa, fizycy mogą wyjaśnić istnienie ciemnej materii - mówi Raklev. Jego zdaniem zasadniczą część ciemnej materii stanową grawitina. Supersymentria wszystko upraszcza. Jeśli Teoria Wszystkiego istnieje, a zatem jeśli możliwe jest zunifikowanie czterech sił natury, grawitina muszą istnieć - dodaje.

Jego zdaniem grawitina powstały wkrótce po Wielkim Wybuchu. W istniejącej wówczas plazmie kwarkowo-gluonowej dochodziło do zderzeń gluonów, w wyniku których powstawały grawitina. Mamy więc wyjaśnienie, dlaczego one istnieją - stwierdza fizyk. I rozwiewa przy okazji wątpliwości wielu swoich kolegów po fachu, którzy twierdzili, że teoria supersymetrii jest nieprawdziwa, gdyż zakłada istnienie zbyt wielu grawitin.

Fizycy starali się dotychczas wyeliminować grawitina ze swoich modeli. My znaleźliśmy wyjaśnienie, które łączy supersymetrię i ciemną materią złożoną z grawitin. Uważamy, że jeśli ciemna materia nie jest stabilna, a ma po prostu bardzo długi okres życia, to można stwierdzić, że jest ona zbudowana z grawitin - mówi Raklev.

W dotychczasowych teoriach zakładano, że ciemna materia jest wieczna, a to powodowało, że grawitina tylko przeszkadzały w teorii supersymetrii. W teorii Rakleva ciemna materia nie jest wieczna. Składa się z grawitin, których czas istnienia jest niezwykle długi, dłuższy niż czas istnienia wszechświata, ale nie wieczny. Jeśli zatem Raklev ma rację, to w pewnym momencie grawitino musi zmienić się w inną cząsteczkę. I można zarejestrować wynik tej zmiany. Uważamy, że niemal cała ciemna materia składa się z grawitin. Można to udowodnić za pomocą niezwykle skomplikowanych obliczeń matematycznych. Pracujemy nad modelami, które pozwolą przewidzieć konsekwencje naszych teorii i podpowiedzą, w jaki sposób możemy eksperymentalnie udowodnić istnienie tych cząsteczek - informuje naukowiec.

Najprostszym sposobem na obserwowanie cząsteczek jest rejestrowanie ich zderzeń, w wyniku których powstają np. fotony czy antymateria. Problem jednak w tym, że grawitina nie zderzają się ze sobą lub dochodzi do tego niezwykle rzadko. Na szczęście dla nas grawitina nie są całkowicie stabilne. W pewnym momencie zmieniają się w coś innego. Możemy przewidzieć, jak powinien wyglądać sygnał wskazujący na przemianę grawitina. Podczas przemiany dochodzi do emisji fali elektromagnetycznej. Nazywanej promieniowaniem gamma - stwierdza fizyk. Przypomina, że sonda Fermi-LAT mierzy obecnie probmieniowanie gamma, a wiele grup naukowców zajmuje się analizą wyników.

Jak dotąd obserwujemy jedynie szum. Ale jedna z grup badawczych poinformowała o zaobserwowaniu niewielkiego podejrzanego nadmiaru sygnałów gamma pochodzących z centrum naszej galaktyki. Te sygnały mogą pasować do naszej teorii - mówi profesor Raklev.

[Michal Rosa 3]

"Naukowcy od kilkudziesięciu lat uważają, że większość wszechświata wypełnia ciemna materia" - większośc naukowców, Wszechświata, hipotetyczna ciemna materia.

 

 

Cała hipoteza jest naprawdę wydumana, już bardziej prawdopodobna wydaje mi się hipoteza grawitacyjnej polaryzacji próżni kwantowej która jest prostsza i odrzuca istnienie ciemnej materii.

[sator666 1]

Naukowcy już kompletnie nie wiedzą o co chodzi. Wymyślają coraz bardziej skomplikowane teorie, hipotetyczne rodzaje materi.. to zmierza w złą stronę

[whiteresource 6]

Prawda może być prostsza i subtelniejsza niż komukolwiek się śniło...

Świadomość jako osobliwy stan czasoprzestrzeni... Wieloprzestrzeń jako zwyczajna rzecz obecna wokół naszego wszechświata...

"Niewyobrażalne, niewyobrażalne", chyba już czas zacząć powoli odchodzić od marazmatycznego dogmatu strzałki czasu. W metaczasoprzestrzeni nie ma miejsca na rzewności. Potrafisz myśleć o wielkich bezkresach, ale czy potrafisz wyobrazić nieskończoność wielowszechświata( np przestrzeń fazowa)? To macierz potencjałów, stan nielimitowanego ogółu! Ponieważ CZAS nie jest miarą, dlatego istrnieje wszystko naraz. Jedyne co nas wyróżnia na tle nieskończoności, to umiejętność spojenia wszystkiego nieokreślonego w jedność empiryczną. Świadomość jako osobliwość czasoprzestrzenna wchodzi do jednej ligii z czarnymi dzurami, Big-bangiem, oraz bozonami higgsa. Nasze szare komórki oprócz stanu fizycznego, posiadają również stan kwantowy - wyłącznie dzieki temu, możemy wyłonić zjawisko czasu...

[Rowerowiec 27]

Whiteresource, dobrze napisane. Aż mi się teraz mózg wiesza... ciężka sprawa

[whiteresource 6]

Taaa:) Ciężka, ciężka, planuję wkrótce jakąś publikację w tej tematyce, może jakiś postulat... się zobaczy

[kretyn 4]

Naukowcy od kilkudziesięciu lat uważają, że większość wszechświata wypełnia ciemna materia. Nie potrafią jednak stwierdzić, z czego się ona składa. Are Raklev, profesor fizyki cząstek z Uniwersytetu w Oslo przedstawił interesującą teorię, która nie tylko może wyjaśnić skład ciemnej materii ale też podpowiedzieć, w jaki sposób ją wykryć.

Przede wszystkim, to nie "ciemna materia" wypełnia większość Wszechświata, bo szacuje się ją na 23%, a "ciemna Energia" - ponad 70%. Po kolejne, fakt, nie potrafią naukowcy stwierdzić jednoznacznie czym ona jest. Co nie oznacza, że nie ma już teorii które w miarę zgadzają się z obserwacjami. Chociaż z drugiej strony, jest to aktualnie wyścig o dowód, bo jednym wychodzi, że jest ciemna materia jak _coś_, a inny twierdzą, że prawie na pewno to _coś_ nie istnieje.

 

Cała hipoteza jest naprawdę wydumana, już bardziej prawdopodobna wydaje mi się hipoteza grawitacyjnej polaryzacji próżni kwantowej która jest prostsza i odrzuca istnienie ciemnej materii.

Jedna jest równa drugiej. Dopóki nie będzie dowodów, każda będzie traktowana jednakowo. Mi najbardziej prawdopodobna się wydaje, że istoty z Drugiej Strony Tęczy biegają po eterze i jedzą kosmiczny pył.

 

Naukowcy już kompletnie nie wiedzą o co chodzi. Wymyślają coraz bardziej skomplikowane teorie, hipotetyczne rodzaje materi.. to zmierza w złą stronę

Jedna osoba nie jest dobrym reprezentacji populacji, w szczególności środowiska naukowego. Dobrze że powstają nowe teorie, bo dodają możliwości sprawdzenia już istniejących danych. Dopóki teorie tłumaczą obserwacje to są dobre. Oczywiście, lepiej dla ludzi, gdy są one proste, bo wtedy łatwiej jest je zrozumieć i przekazać wiedzę dalej, ale kto powiedział, że natura jest prosta. Natura jest czym jest i chyba ją mało obchodzi, że my chcemy by była inna.

[madan 0]

Egzotyczna hipoteza bazująca na rzekomym istnieniu cząstek egzotycznych. Nie jest to zbyt naukowe. Najpierw należałby wykazać istnienie grawitin. Trudno poważnie traktować takie spekulacje. Nawet nie wiadomo, czy istnieje grawiton. Chyba raczej nie. W każdym razie nie został wykryty i chyba nie zostanie. Uważam, że drogą do poznania ciemnej materii jest (tak sądzę) przyjęcie za możliwe istnienie dualności grawitacji. Od tego należałoby zacząć modernizację fizyki współczesnej. To moje prywatne zdanie.

[Fermionika 0]

Jeżeli kogoś interesuje omówienie tematu w bardziej obrazowy sposób, to zapraszam do obejrzenia tego krótkiego filmiku na temat

.

[Grzegorz Kraszewski 8]

Naukowe to to sobie może być, ale ma jeden problem - brak cienia weryfikacji eksperymentalnej. Zauważmy, że nawet sam grawiton jest wciąż hipotezą, w tym sensie, że nie udało się go zaobserwować. Później supersymetria - teoria całkowicie pozbawiona podbudowy eksperymentalnej, co więcej jej podstawowe odmiany zawierają poważne sprzeczności z wynikami eksperymentów (gdzie są te wszystkie grawitina, skwarki i selektrony?) i/lub są nieweryfikowalne, bowiem wymagają doświadczeń z energiami, które na wieki jeszcze pozostaną poza zasięgiem naszej cywilizacji. No i hipoteza ciemnej materii do tego. Profesor Raklev zatem postawił trzy domki z kart jeden na drugim i liczy, że przez chwilę postoją.

[madan 0]

Ładnie posumowałeś. Niektórzy "fizycy" stracili już kontakt z rzeczywistościa. To rodzaj schizofrenii. Że też takich się publikuje. Widocznie on nie jest jeden. Nic dziwnego, że fizyka dzisiejsza jest w opałach. Ale ciemna materia chyba jednak istnieje, z tym, że nie ma nic wspólnego ze skwarkami. Proponuję Ci małe obliczonko.

Dane: masa Plancka, i gługość Plancka. Oblicz: wielkość horyzontu grawitacyjnego obiektu o masie Plancka i porównaj z długością Plancka. Jeśli taki obiekt istnieje, to jest źródłem silnego pola grawitacyjnego, a równocześnie nie może być widoczny, gdyż jest schowany pod horyzontem grawitacyjnym. No i masz ciemną materię. Obiekt taki nosi nazwę plankonu (albo maksymonu). Z niego zbudowane sa wszystkie cząstki elementarne (oprócz skwarków, które doświadczalnie wykryć można oczywiście w śląskich kluskach). Ale warunkiem na to jest istnienie odpychania grawitacyjnego (nisza energii potencjalnej).

 

[Grzegorz Kraszewski 8]

Dane: masa Plancka, i długość Plancka. Oblicz: wielkość horyzontu grawitacyjnego obiektu o masie Plancka i porównaj z długością Plancka. Jeśli taki obiekt istnieje, to jest źródłem silnego pola grawitacyjnego, a równocześnie nie może być widoczny, gdyż jest schowany pod horyzontem grawitacyjnym.

Nie tak szybko. Pod horyzontem schowany mógłby być, gdybyśmy założyli, że teoria grawitacji Einsteina pozostaje słuszna na odległościach rzędu długości Plancka. Moim zdaniem, dopóki nie mamy w ręku potwierdzonej kwantowej teroii grawitacji, dywagacje o takich "kwantowych czarnych dziurach" są fantastyką naukową. Czyżby udzielał Ci się rodzaj schizofrenii profesora Rakeva? . Odpychania grawitacyjnego też się na razie nie udało potwierdzić eksperymentalnie...

[madan 0]

Nie tak szybko. Pod horyzontem schowany mógłby być, gdybyśmy założyli, że teoria grawitacji Einsteina pozostaje słuszna na odległościach rzędu długości Plancka. Moim zdaniem, dopóki nie mamy w ręku potwierdzonej kwantowej teroii grawitacji, dywagacje o takich "kwantowych czarnych dziurach" są fantastyką naukową. Czyżby udzielał Ci się rodzaj schizofrenii profesora Rakeva? . Odpychania grawitacyjnego też się na razie nie udało potwierdzić eksperymentalnie...

 

Horyzont grawitacyjny istnieje bez OTW. Przecież promień Schwartzschilda otrzymujemy z prawa newtonowskiego, dla prędkości ucieczki równej c. Doświadczalnie do skali Plancka nie dotrzemy nigdy. Można jednak ekstrapolować otrzymane wyniki i tak sprawdzić, czy pasują do znanej nam rzeczywistości.

Co do kwantowej teorii grawitacji, to jeszcze nie wiadomo na czym ma bazować. Istnieje tylko i wyłącznie nazwa. Działania "zaczepne" w skali Plancka mogą nas przybliżyć do tego, czym ewentualnie może być grawitacja kwantowa. Na razie, jak wiesz, mechanika kwantowa jest zupełnie ślepa na grawitację. Trudno więc na jej bazie budować grawitację kwantową. Wraz z tym OTW zakłada wyłącznie przyciąganie i jest obca duchem jakiejkolwiek kwantowości. Nie chodzi więc o łączenie tych dwóch wrogich sobie systemów. Potrzebna jest trzecia droga (oczywiście nie chodzi o kompromis).

Nie chodzi o "kwantowe czarne dziury". Trudno je nawet nazwać czarnymi dziurami, gdyż fotony są o niebo za duże. A swoją drogą, jądra galaktyk mogą być zamknięte także newtonowsko. A światło stamtąd nie może przybyć nie z powodu jakiejś grawitacyjnej dylatacji czasu, lecz z powodu bardziej prozaicznego (dzięki teoretycznym badaniom skali Plancka): wypadkowa energia fotonu zeruje się, gdyż energia potencjalna grawitacyjna jest ujemna. Można to wyliczyć bazując na Newtonie i otrzymać wzór odziwo w zasadzie identyczny z tym bazującym na OTW.

A co do odpychania grawitacyjnego, to co powiesz o powszechnie znanym zjawisku zderzeń cząstek, nawet obojętnych elektrycznie? Mało kto się zastanawia nad sensem zderzenia. Zasięg zderzenia elektrostatycznego jest znacznie większy, rzędu rozmiarów atomu. A siły działające podczas takiego zderzenia są ogromne: miliony niutonów w odniesieniu mikrocząstek. Jeśli nie wierzysz, to oblicz. Dane: masa neutronu rzędu 10^-27kg, droga zderzenia: 10^-20 m, prędkość względna dwóch neutronów zderzających się czołowo, powiedzmy, że 1000 km/s (to przecież nie dużo). Da ułatwienia, przyjmijmy siłę za stałą (uśrednijmy).

To zupełnie inny świat, niż ten nam znany z autopsji.

 

PS. Czy rozwiązałeś zadanie z poprzedniego wpisu?

Co do tego profesora, mógłbyś mi podrzucić link? Nie wiem kto to taki. Być może moja diagnoza będzie zbieżna z Twoją.

[pogo 102]

@madan, wymień mi jedną cząstkę w pełni obojętną elektrycznie.

Podpowiem, że neutron z jednej strony ma + a z drugiej -, więc nie jest obojętny elektrycznie w skali, w której mówimy o zderzeniu neutronów... Jest obojętny jedynie w skali całego atomu.

[Grzegorz Kraszewski 8]

Horyzont grawitacyjny istnieje bez OTW. Przecież promień Schwartzschilda otrzymujemy z prawa newtonowskiego, dla prędkości ucieczki równej c.

To jest pułapka w którą niejeden wpada. Bo istotnie promień ten ma liczbowo taką wartość, gdybyśmy wzięli c jako prędkość ucieczki w newtonowskim polu grawitacyjnym. Kłopot w tym, że w mechanice newtonowskiej prędkość światła nie jest ograniczona. Schwarzschild uzyskał wzór na promień rozwiązując równania pola grawitacyjnego Einsteina, a nie Newtona. W okolicach czarnej dziury mechanika newtonowska daje błędne rozwiązania. Dlaczego w okolicach czegoś posiadającego horyzont zdarzeń o rozmiarach 10^-34 metra miałaby dawać prawidłowe, skoro wiemy już, że w znacznie większych nawet skalach pozostałe trzy oddziaływania zachowują się kwantowo?

Co do tego profesora, mógłbyś mi podrzucić link? Nie wiem kto to taki. Być może moja diagnoza będzie zbieżna z Twoją.

Zrobiłem literówkę, chodziło mi oczywiście o profesora Rakleva. A co to za jeden? To ten, którego hipotezy podane w newsie tak zaciekle komentujemy .

[madan 0]

@pogo, po pierwsze, pozbawione całkowicie elektryczności są neutrina. Tylko one nie oddziaływują elektromagnetycznie.

Po drugie, neutrony. Dałem przykład zderzenia. Chodzi mi o to, że odpowiedzialne za zjawisko zderzenia nie musi być odpychanie elektrostatyczne.

Neutron owszem, oddziaływuje elektromagnetycznie, ma na przykład niezerowy moment magnetyczny. Chodzi mi o to, że natura zderzeń nie musi być elektromagnetyczna. Może mieć nawet charakter grawitacyjny. Nikt na świecie nie udowodnił, że nie jest to możliwe. Bazowanie na teorii, która w pewnym zakresie (być może) traci swą adekwatność, jako kryterium prawdy, jest błędem.

[madan 0]

To jest pułapka w którą niejeden wpada. Bo istotnie promień ten ma liczbowo taką wartość, gdybyśmy wzięli c jako prędkość ucieczki w newtonowskim polu grawitacyjnym. Kłopot w tym, że w mechanice newtonowskiej prędkość światła nie jest ograniczona. Schwarzschild uzyskał wzór na promień rozwiązując równania pola grawitacyjnego Einsteina, a nie Newtona. W okolicach czarnej dziury mechanika newtonowska daje błędne rozwiązania. Dlaczego w okolicach czegoś posiadającego horyzont zdarzeń o rozmiarach 10^-34 metra miałaby dawać prawidłowe, skoro wiemy już, że w znacznie większych nawet skalach pozostałe trzy oddziaływania zachowują się kwantowo? Zrobiłem literówkę, chodziło mi oczywiście o profesora Rakleva. A co to za jeden? To ten, którego hipotezy podane w newsie tak zaciekle komentujemy .

 

 

Zgadzam się z Tobą, że to pułapka. Ale po przyjęciu istnienia kresu górnego prędkości, przeszkoda odpada. Byłem tego świadom, a w pułapkę, o której mówisz nie wpadłem. Oczywiście wiem dlaczego wzór na promień grawitacyjny nosi nazwę wz. Schwartzschilda i dlaczego cz. d., to nie sprawa grawitacji newtonowskiej.

Nie nazywałbym tego "horyzontem zdarzeń". wolę "horyzont grawitacyjny". Kwanty? Chodzi o to, że mechanika kwantowa w skali Plancka nie radzi już sobie z powodu zbyt dużych fluktuacji. Sądzę (prywatnie), że w skali Plancka, jedynym oddziaływaniem jest grawitacja. Nie chodzi też o czarne dziury, czyli obiekty złożone, makroskopowe. Świat Plancka, to zupełnie inny świat. Tak to widzę.

OTW nie była testowana w odniesieniu do materii skondensowanej. Opis quasi-newtonowski (z uwzględnieniem STW, ale bazujący na siłach i w płaskiej czaso-przestrzeni) wskazuje na ciekawe opcje badawcze, otwiera ciekawe perspektywy tam, gdzie raczej zawodzą obydwie wielkie teorie. W dodatku bez mnożenia bytów.

Raklev, ten Norweg od grawitin? Przecież tworzą tło dla naszej dyskusji.