Біз білеміз, қалай табуға құпияны кеңістік және уақыт. Бірақ бізге коллайдер көлемі Күн жүйесін

Гравитация өте әлсіз күш. Жай ғана апаттың аласыз оторвать өз аяғын жерден қарамастан, бүкіл массасын Жер, оның тартатын. Неге ол осындай әлсіз? Белгісіз. Қажет болуы мүмкін өте үлкен ғылыми эксперимент үшін бұл анықтау. Джеймс Бичем — физик Университеті, Дьюк, ол жұмыс істейді детектормен ATLAS арналған әйгілі Үлкен адронном коллайдере Швейцарияда. Жақында ол сипатталған өз физикалық эксперимент үшін Gizmodo: керемет үлкен үдеткіш атомдар — Ультра-адронный коллайдер — үйде орналасқан сыртқы Күн жүйесінің шетінде.

Осындай эксперимент еді шешуге көптеген жұмбақтар физика бірден, мысалы, шынайы табиғатын ашуға қараңғы материяның немесе дәлелдеуге мүмкіндік саяхат уақыт.

Ойдағы эксперимент: коллайдер көлемі Күн жүйесі

"түсіну Үшін, ол болды уақытта Үлкен Жарылыс қарағанда, жақын өзіне сәтте біз подбираемся, соғұрлым энергия бізге үшін эксперименттер коллайдере, ал тура келеді салу коллайдеры көп", - дейді Бичем. "Қазіргі уақытта біз өте жақсы түсінеміз болды, қашан Ғалам атты өлшемі алма; біз бұған қол жеткізе аламыз с энергиями БАК. Бірақ ол аз оқу бұрын уақыт, непонятнее".

Физика сенімдіміз біледі негізгі принциптері Ғаламның. Бөлшектер өзара іс-қимыл арқылы күшін, оның ішінде белгілі төрт бөлім; "әлсіз" сила; "мықты" сила; гравитаци. Әрбір күші бар ережелер, біз таптық барысында эксперименттер жүргізетін жүздеген жылдар бойы. Кейбір іргелі өзара іс-қимыл күштірек, кейбір әлсіз.

басқа салыстырғанда үш "гравитация ғана емес, әлсіз, ол іс жүзінде несущественная", - дейді Бичем. Бұдан әрі — адамдар.

Үлкен адронном коллайдере, қайда жұмыс істеді, біз оқимыз негізгі қарапайым ережелері табиғат, сталкивая протоны бірге жоғары энергияда. Ережелер, біз зерттеп, сипатталады терминология бөлшектер мен күштері, және гравитация — жалғыз төрт белгілі күштер, біз тіпті көңіл аудармайды, рассчитывая ең высокоэнергетические протондар соқтығысу. Егер наделяем күшті өзара іс-қимыл күші 1, гравитация күші болады 10^-39. 39 нөлдердің үтірден кейін. Яғни, ештеңе.

Бұл жұмбақ ғылым бірі түсініксіз. Неге күштер өзара сап түзеп, осылайша? Неліктен гравитация осындай әлсіз?

Табиғаты мынадай, қандай бар, қарамастан, қандай адамдар оны ұсынады. Алайда, эксперименттер көрсетті, бұл жеткілікті жоғары энергияда электромагнетизм және әлсіз күші төгіледі бірге бір күші. Кезде көп жоғары энергияда, ойлайды ғалымдар, күшті өзара іс-қимыл сондай-ақ, оларға қосыла. Бірақ гравитация ерекшеленеді. Ғалымдар білмейді, гравитация бірігуге қалған күшімен кезде жеткілікті жоғары энергияда.

"Гравитация — бұл күш табиғат, бірақ оның ережелері — математика, жатыр оның негізінде, ең дәл сипаттамасы — қандай да бір қатты ерекшеленеді қалған", - дейді Бичем. Жалғастырады:

Гравитация жақсы сипатталады жалпы теориясы салыстырмалық Эйнштейн, ал басқа үш күштер, олар сипатталады Стандартты моделі физика элементар бөлшектер негізделеді кванттық өріс теориясы. Дегенмен ұқсастықтары да бар, олар әр түрлі. Яғни, біздің салғандарымыз тырысамыз тігуге олардың бірге, біз бессмысленные жауаптар.

біздің қазіргі Әлемнің пайдалана отырып, біздің қазіргі технологиялар", "іс жүзінде мүмкін емес табу бар эмпирическим путем", - дейді Бичем. Неге? "Біз жетуге мұндай жоғары энергиялар қақтығыстар, ең алдымен, өйткені алмаймыз салу коллайдер жеткілікті үлкен, бұл үшін". Ол былай дейді, бұл кейбір теоретиктер болжауынша, бұл бар, онда (сияқты басқа да бөлшектер немесе қосымша кеңістіктік өлшем ретінде туындайтын теориясы ішектің және оның кеңейтілген үлгілер), бұл көрінуі мүмкін экспериментке жүйені біріктіретін гравитацию басқа да күштерімен.

Бірақ бұл үшін бізге коллайдер көлемі Күн жүйесін.

Тіпті 27-шақырымға созылған " Большой адронный коллайдер пайдаланатын сверхпроводящие магниттер жеделдету үшін және қақтығыстың пучков протондардың 99,999999% жылдамдығы, жарық жеткілікті үлкен, бұл сұрақтарға жауап беру үшін. Ол біле алады тек қай күні Ғаламның, ол өлшемі алма. Ғалым қажет болуы мүмкін, көп қуат және, демек, үлкен коллайдер үшін разобраться во Вселенной аз мөлшерін алма.

Қаншалықты көп? Мүмкін, күшті және әлсіз ядролық күштер еді біріктіру кезінде көмек коллайдера салынған айналасында Марс. Бірақ қосу үшін гравитацию бұл теңдеуі, "кейбір жуық бағалауы қажет коллайдер, белдеулене Нептун орбитаға. Сонымен қатар, кейбір ғалымдар бекітеді, бұл бағалау өте приблизительна бізге тура келеді салу сақина көп". Артықшылықтары болады үлкен — мұндай коллайдер алады байқап ауқымы Планк, ең кішкентай ауқымы, біз сұға, позволенные кванттық механикой. "Біз түсіндік, барлық гравитация, кванттық механика және, сонымен қатар, сондай-ақ алған болар біріктірілген электрослабую және электросильную күші жойылды, өйткені одан кейін ол саяхат уақыт теориясын ішектің, қараңғы материя, қараңғы энергиясын, проблеманы өлшеу теориясын көптеген вселенных және т.

Бұл? Саяхат уақыт? Пікірінше Бичема, біз алды соншалықты егжей-тегжейліұсыну туралы, Ғалам туралы, оның қалай жұмыс істейді кеңістік-уақыт, ол, бәлкім, алар қоюға өз білімдерін негізіне болашақ технологиялар манипуляциялар анық.

"бұл мүмкін күші гравитация және басқа да табиғат күштері бірігеді кейбір өте жоғары энергияда, бірақ зерттеу үшін осы мәселені бізге құруға коллайдер түрі бойынша БАК, белдеулене сыртқы шектері Күн жүйесінің немесе одан да көп".

өкінішке орай, ойдағы эксперимент Бичема неосуществим қазіргі уақытта:

"Технологиялар, адам күштері мен ресурстарын құру үшін коллайдера бөлшектер, опоясывающего сыртқы шектері Күн жүйесі, жоқ. Тіпті егер біз технология қолданыстағы үдеткіш және детектордың арналған БАК, масштабы еді проблема ең практикалық мағынада: түсініксіз, сілкіп материалды жасау үшін, осы махины Күн жүйесіндегі барлық көздері — Жер, Ай, планеталар, астероиды және т. б.

Мен үшін үдетуге протоны дейін мұндай жоғары энергиялар, тіпті БАК, біз сверхпроводящие магниттер. Магниттер алады қасиеттері сверхпроводников тек сіз оларды өте суық. Болар еді деп ойлаймын ол үшін пайдалы құру үдеткіш бөлшектер ғарышта. Ғарыш өйткені өте суық. Бірақ сверхпроводимости, ол емес, өте суық. Сыртқы ғарыш бар температурасын 2,7 Келтен, бірақ магниттер талап етеді 1,9 Келтен. Жақын, бірақ әлі күнге дейін жоқ. Арналған БАК осы температураға қол жеткізіледі көмегімен сұйық гелий. Түсініксіз, сілкіп сұйық гелий жалпы где-нибудь жақын маңда үшін тоңазытқышта айналма жылдамдатқыш көлемі Күн жүйесін.

мұндай энергияда детекторлар болуы тиіс үлкен. Сіз оқытатын физик және обзаводиться непостижимым санымен есептеу қуаты. Сізге озық робототехника, қорғау астероидов, комет және басқа да қоқыс. Және бұл әлі қозғалысқа келтіру. Сіз энергиясын пайдалану Күн, өйткені машина қоршап Күн қашықтықта Нептун. Құрылғы мұндай мөлшерін талап етеді бөртпенің энергетика саласындағы, ұсынылады мүмкін жақын болашақта.

Осындай эксперимент өзгертті еді физикасына. Соңында, мұндай эксперименттер көмектеседі ядрошы түсіну, ол қалай жасалды және осындай жылдамдатқыш береді дәлелді жауаптар көптеген сұрақтар. Бұл өзгертеді ойлау. Өзгертсе, онда біз подразумеваем "түсіністікпен".

Егер біз салған коллайдер айналасында сыртқы шекарасын Күн жүйесінің, білім, біз сатып алдық, — табиғат туралы гравитация, қалай жалғауға бір квантовую механика мен салыстырмалылықтың жалпы теориясын, саяхат туралы, уақыт туралы, бұл кезде Үлкен Жарылыстың болатындығы туралы біздің Әлем болуы мүмкін барлығы бір шексіз санын көптеген вселенных — соншалықты өзгерткен еді біздің туралы түсінігі шындығында, біздің көзқарас, табиғатқа, бұған оның тілін түсінуге, әлем, адамзат шығатын жалпы, біздің орындары ғаламдағы, бұл бізге тура келеді ойлап жаңа тұжырымдамасын түсіну үшін, ол сипаттау.

Әлбетте, ешкім адамдардың жұмыс істейді, бұл сынақ, дегенмен ЦЕРН қазірдің өзінде әзірлейді қағазда Болашақ айналма коллайдер, туннель оның 80-100 шақырым ұзындығы. Дегенмен, мүмкін болса, онда біреу ғаламдағы және жұмыс істейді, бұл жобаны.

болар еді фантастикой, егер әлдебір алыс өркениет жерде Әлемнің қазірдің өзінде жұмыс істеді еді бұл, ал бізде ең болмағанда табу мүмкіндігі және онымен сұрауға нәтижелері туралы тіпті қарапайым физикалық эксперименттерді. Осындай оларда салмағы Хиггса бозона? Тапты ма олар X және Y бозоны көрсетіп жатқан бірлестігі электрослабой және электросильной күштерінің? Жетті олар дейін планковских ауқымын? Бұл қара материя ма? Біз артқа қозғалу уақыты?

Ғалам жалғастыра болады сол заңдары. Нақты мәселе ала ма, адамдар бір кездері түсіну, бұл заңдар.

Алады? Айтыңызшы, біздің