Hal-hal yang saat ini tidak terlihat

Hal-hal yang diketahui dan dilihat sains hanyalah sebagian kecil dari apa yang mungkin ada. Tentu saja, sains dan teknologi tidak boleh mengartikan "visi" secara harfiah. Meskipun mata kita tidak dapat melihatnya, sains telah lama dapat "melihat" hal-hal seperti udara dan oksigen yang dikandungnya, gelombang radio, sinar ultraviolet, radiasi infra merah, dan atom.

Kami juga melihat dalam arti antimateriketika berinteraksi secara keras dengan materi biasa, dan itu secara umum adalah masalah yang lebih sulit, karena meskipun kami melihat ini dalam efek interaksi, dalam arti yang lebih holistik, sebagai getaran, itu sulit bagi kami hingga tahun 2015.

Namun, kami masih, dalam arti tertentu, tidak "melihat" gravitasi, karena kami belum menemukan satu pembawa interaksi ini (yaitu, misalnya, partikel hipotetis yang disebut gravitasi). Perlu disebutkan di sini bahwa ada beberapa analogi antara sejarah gravitasi dan .

Kami melihat tindakan yang terakhir, tetapi kami tidak secara langsung mengamatinya, kami tidak tahu terdiri dari apa. Namun, ada perbedaan mendasar antara fenomena "tak terlihat" ini. Tidak ada yang pernah mempertanyakan gravitasi. Tetapi dengan materi gelap (1) berbeda.

Bagaimana saya energi gelapyang dikatakan mengandung lebih dari materi gelap. Keberadaannya disimpulkan sebagai hipotesis berdasarkan perilaku alam semesta secara keseluruhan. "Melihat" kemungkinan akan lebih sulit daripada materi gelap, jika hanya karena pengalaman kita bersama mengajarkan kita bahwa energi, pada dasarnya, tetap menjadi sesuatu yang kurang dapat diakses oleh indera (dan instrumen pengamatan) daripada materi.

Menurut asumsi modern, kedua yang gelap harus membuat 96% dari isinya.

Jadi, pada kenyataannya, bahkan alam semesta itu sendiri sebagian besar tidak terlihat oleh kita, belum lagi ketika sampai pada batasnya, kita hanya mengetahui yang ditentukan oleh pengamatan manusia, dan bukan yang akan menjadi ekstrem sebenarnya - jika ada. sama sekali.

Sesuatu menarik kita bersama dengan seluruh galaksi

Ketidaktampakan beberapa hal di ruang angkasa bisa sangat mengerikan, seperti fakta bahwa 100 galaksi tetangga terus bergerak menuju titik misterius di alam semesta yang dikenal sebagai Penarik yang hebat. Wilayah ini berjarak sekitar 220 juta tahun cahaya dan para ilmuwan menyebutnya sebagai anomali gravitasi. Diyakini bahwa Penarik Hebat memiliki massa kuadriliun matahari.

Mari kita mulai dengan fakta bahwa itu berkembang. Ini telah terjadi sejak Big Bang, dan kecepatan proses ini saat ini diperkirakan mencapai 2,2 juta kilometer per jam. Ini berarti galaksi kita dan galaksi tetangganya Andromeda pasti juga bergerak dengan kecepatan itu, bukan? Tidak juga.

Pada tahun 70-an kami membuat peta luar angkasa yang terperinci. Latar belakang gelombang mikro (CMB) Alam semesta dan kami memperhatikan bahwa satu sisi Bima Sakti lebih hangat dari yang lain. Perbedaannya kurang dari seperseratus derajat Celcius, tetapi cukup bagi kami untuk memahami bahwa kami bergerak dengan kecepatan 600 km per detik menuju konstelasi Centaurus.

Beberapa tahun kemudian, kami menemukan bahwa tidak hanya kami, tetapi semua orang dalam jarak seratus juta tahun cahaya dari kami, bergerak ke arah yang sama. Hanya ada satu hal yang dapat menahan ekspansi pada jarak yang sangat jauh, dan itu adalah gravitasi.

Andromeda, misalnya, harus menjauh dari kita, tetapi dalam 4 miliar tahun kita harus ... bertabrakan dengannya. Massa yang cukup dapat menahan ekspansi. Pada awalnya, para ilmuwan berpikir bahwa kecepatan ini disebabkan oleh lokasi kami di pinggiran yang disebut Supercluster Lokal.

Mengapa begitu sulit bagi kita untuk melihat Penarik Hebat yang misterius ini? Sayangnya, ini adalah galaksi kita sendiri, yang menghalangi pandangan kita. Melalui sabuk Bima Sakti, kita tidak dapat melihat sekitar 20% alam semesta. Kebetulan dia pergi tepat ke tempat Penarik Hebat berada. Secara teori dimungkinkan untuk menembus selubung ini dengan sinar-X dan pengamatan inframerah, tetapi ini tidak memberikan gambaran yang jelas.

Terlepas dari kesulitan-kesulitan ini, ditemukan bahwa di satu wilayah Penarik Besar, pada jarak 150 juta tahun cahaya, ada sebuah galaksi. Cluster Norma. Di belakangnya ada supercluster yang bahkan lebih masif, 650 juta tahun cahaya jauhnya, berisi 10 massa. galaksi, salah satu objek terbesar di alam semesta yang kita kenal.

Jadi, para ilmuwan menyarankan bahwa Penarik Hebat pusat gravitasi banyak supergugus galaksi, termasuk milik kita - total sekitar 100 objek, seperti Bima Sakti. Ada juga teori bahwa itu adalah kumpulan energi gelap yang sangat besar atau area dengan kepadatan tinggi dengan tarikan gravitasi yang sangat besar.

Beberapa peneliti percaya bahwa ini hanyalah cicipan dari akhir ... akhir alam semesta. Depresi Besar berarti alam semesta akan menebal dalam beberapa triliun tahun, ketika ekspansi melambat dan mulai berbalik. Seiring waktu, ini akan mengarah pada supermasif yang akan memakan segalanya, termasuk dirinya sendiri.

Namun, seperti yang dicatat para ilmuwan, perluasan alam semesta pada akhirnya akan mengalahkan kekuatan Penarik Agung. Kecepatan kita menuju itu hanya seperlima kecepatan di mana segala sesuatu berkembang. Struktur lokal Laniakea yang luas (2) di mana kita menjadi bagiannya suatu hari nanti harus menghilang, seperti halnya banyak entitas kosmik lainnya.

Kekuatan alam kelima

Sesuatu yang tidak bisa kita lihat, tetapi akhir-akhir ini dicurigai serius, adalah apa yang disebut dampak kelima.

Penemuan apa yang dilaporkan di media melibatkan spekulasi tentang partikel baru hipotetis dengan nama yang menarik. X17dapat membantu menjelaskan misteri materi gelap dan energi gelap.

Empat interaksi diketahui: gravitasi, elektromagnetisme, interaksi atom kuat dan lemah. Efek dari empat gaya yang diketahui pada materi, dari alam mikro atom hingga skala galaksi yang sangat besar, didokumentasikan dengan baik dan dalam banyak kasus dapat dimengerti. Namun, ketika Anda mempertimbangkan bahwa sekitar 96% dari massa alam semesta kita terdiri dari hal-hal yang tidak jelas dan tidak dapat dijelaskan yang disebut materi gelap dan energi gelap, tidak mengherankan bahwa para ilmuwan telah lama menduga bahwa keempat interaksi ini tidak mewakili segala sesuatu di kosmos. . berlanjut.

Upaya untuk menggambarkan kekuatan baru, yang penulisnya adalah tim yang dipimpin oleh Attila Krasnagorskaya (3), fisika di Institut Penelitian Nuklir (ATOMKI) dari Akademi Ilmu Pengetahuan Hongaria, yang kita dengar tentang musim gugur yang lalu, bukanlah indikasi pertama adanya interaksi misterius.

Ilmuwan yang sama pertama kali menulis tentang "gaya kelima" pada tahun 2016, setelah melakukan percobaan untuk mengubah proton menjadi isotop, yang merupakan varian dari unsur kimia. Para peneliti mengamati ketika proton mengubah isotop yang dikenal sebagai lithium-7 menjadi jenis atom yang tidak stabil yang disebut berilium-8.

3. Prof. Attila Krasnohorkai (kanan)

Ketika berilium-8 meluruh, pasangan elektron dan positron terbentuk, yang saling tolak-menolak, menyebabkan partikel terbang membentuk sudut. Tim berharap untuk melihat korelasi antara energi cahaya yang dipancarkan selama proses peluruhan dan sudut di mana partikel terbang terpisah. Sebaliknya, elektron dan positron dibelokkan 140 derajat hampir tujuh kali lebih sering daripada yang diprediksi model mereka, hasil yang tidak terduga.

“Semua pengetahuan kita tentang dunia kasat mata dapat dijelaskan dengan menggunakan apa yang disebut Model Standar fisika partikel,” tulis Krasnagorkay. “Namun, itu tidak menyediakan partikel yang lebih berat dari elektron dan lebih ringan dari muon, yang 207 kali lebih berat dari elektron. Jika kami menemukan partikel baru di jendela massa di atas, ini akan menunjukkan beberapa interaksi baru yang tidak termasuk dalam Model Standar.”

Objek misterius itu diberi nama X17 karena massanya diperkirakan 17 megaelektronvolt (MeV), sekitar 34 kali massa elektron. Para peneliti mengamati peluruhan tritium menjadi helium-4 dan sekali lagi mengamati pelepasan diagonal yang aneh, menunjukkan sebuah partikel dengan massa sekitar 17 MeV.

“Foton memediasi gaya elektromagnetik, gluon memediasi gaya kuat, dan boson W dan Z memediasi gaya lemah,” jelas Krasnahorkai.

“Partikel X17 kita harus memediasi interaksi baru, yang kelima. Hasil baru mengurangi kemungkinan eksperimen pertama hanya kebetulan, atau bahwa hasilnya menyebabkan kesalahan sistem."

Materi gelap di bawah kaki

Dari Alam Semesta yang agung, dari alam samar teka-teki dan misteri fisika agung, mari kita kembali ke Bumi. Kita dihadapkan pada masalah yang agak mengejutkan di sini... dengan melihat dan menggambarkan secara akurat segala sesuatu yang ada di dalamnya (4).

Beberapa tahun yang lalu kami menulis di MT tentang misteri inti bumibahwa sebuah paradoks terhubung dengan penciptaannya dan tidak diketahui secara pasti apa sifat dan strukturnya. Kami memiliki metode seperti pengujian dengan gelombang seismik, juga berhasil mengembangkan model struktur internal Bumi, yang ada kesepakatan ilmiahnya.

tetapi dibandingkan dengan bintang dan galaksi yang jauh, misalnya, pemahaman kita tentang apa yang ada di bawah kaki kita lemah. Benda-benda luar angkasa, bahkan yang sangat jauh sekalipun, cukup kita lihat. Hal yang sama tidak dapat dikatakan tentang inti, lapisan mantel, atau bahkan lapisan yang lebih dalam dari kerak bumi..

Hanya penelitian paling langsung yang tersedia. Lembah gunung mengekspos batuan hingga beberapa kilometer. Sumur eksplorasi terdalam meluas hingga kedalaman lebih dari 12 km.

Informasi tentang batuan dan mineral yang membangun yang lebih dalam disediakan oleh xenolit, mis. pecahan batuan terkoyak dan terbawa dari perut bumi akibat proses vulkanik. Atas dasar mereka, ahli petrologi dapat menentukan komposisi mineral hingga kedalaman beberapa ratus kilometer.

Jari-jari Bumi adalah 6371 km, yang bukan jalan yang mudah bagi semua "penyusup" kita. Karena tekanan dan suhu yang sangat besar yang mencapai sekitar 5 derajat Celcius, sulit untuk mengharapkan bahwa interior terdalam akan dapat diakses untuk pengamatan langsung di masa mendatang.

Jadi bagaimana kita tahu apa yang kita ketahui tentang struktur interior bumi? Informasi tersebut disediakan oleh gelombang seismik yang dihasilkan oleh gempa bumi, yaitu gelombang elastis yang merambat dalam media elastis.

Mereka mendapatkan namanya dari fakta bahwa mereka dihasilkan oleh pukulan. Dua jenis gelombang elastis (seismik) dapat merambat dalam media elastis (pegunungan): lebih cepat - memanjang dan lebih lambat - melintang. Yang pertama adalah osilasi medium yang terjadi sepanjang arah rambat gelombang, sedangkan pada osilasi transversal medium terjadi tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.

Gelombang longitudinal dicatat terlebih dahulu (lat. primae), dan gelombang transversal dicatat kedua (lat. secundae), oleh karena itu penandaan tradisionalnya dalam seismologi - gelombang longitudinal p dan transversal s. Gelombang P sekitar 1,73 kali lebih cepat dari s.

Informasi yang diberikan oleh gelombang seismik memungkinkan untuk membangun model interior bumi berdasarkan sifat elastis. Kita dapat mendefinisikan sifat fisik lainnya berdasarkan medan gravitasi (densitas, tekanan), observasi arus magnetotellurik dihasilkan di mantel bumi (distribusi konduktivitas listrik) atau dekomposisi aliran panas bumi.

Komposisi petrologi dapat ditentukan dengan perbandingan dengan studi laboratorium tentang sifat mineral dan batuan di bawah kondisi tekanan dan suhu tinggi.

Bumi memancarkan panas, dan tidak diketahui dari mana asalnya. Baru-baru ini, sebuah teori baru telah muncul terkait dengan partikel elementer yang paling sulit dipahami. Dipercaya bahwa petunjuk penting tentang misteri panas yang memancar dari dalam planet kita mungkin disediakan oleh alam. neutrino - partikel bermassa sangat kecil - dipancarkan oleh proses radioaktif yang terjadi di perut bumi.

Sumber utama radioaktivitas yang diketahui adalah thorium dan potasium yang tidak stabil, seperti yang kita ketahui dari sampel batuan hingga 200 km di bawah permukaan bumi. Apa yang ada lebih dalam sudah tidak diketahui.

Kami tahu itu geoneutrino yang dipancarkan selama peluruhan uranium memiliki lebih banyak energi daripada yang dipancarkan selama peluruhan kalium. Jadi, dengan mengukur energi geoneutrino, kita dapat mengetahui dari bahan radioaktif apa mereka berasal.

Sayangnya, geoneutrino sangat sulit dideteksi. Oleh karena itu, pengamatan pertama mereka pada tahun 2003 membutuhkan detektor bawah tanah besar yang diisi dengan kira-kira. ton cairan. Detektor ini mengukur neutrino dengan mendeteksi tumbukan dengan atom dalam cairan.

Sejak itu, geoneutrino hanya diamati dalam satu percobaan menggunakan teknologi ini (5). Kedua pengukuran menunjukkan bahwa Sekitar setengah dari panas bumi dari radioaktivitas (20 terawatts) dapat dijelaskan oleh peluruhan uranium dan thorium. Sumber 50% sisanya... belum diketahui apa.

5. Model peta intensitas emisi geoneutrino di Bumi - prakiraan

Pada Juli 2017, konstruksi dimulai pada gedung, juga dikenal sebagai DUNEdijadwalkan selesai sekitar tahun 2024. Fasilitas tersebut akan berlokasi hampir 1,5 km di bawah tanah di bekas Homestack, South Dakota.

Para ilmuwan berencana menggunakan DUNE untuk menjawab pertanyaan paling penting dalam fisika modern dengan mempelajari neutrino secara cermat, salah satu partikel fundamental yang paling tidak dipahami.

Pada Agustus 2017, tim ilmuwan internasional menerbitkan sebuah artikel di jurnal Physical Review D yang mengusulkan penggunaan DUNE yang agak inovatif sebagai pemindai untuk mempelajari interior Bumi. Untuk gelombang seismik dan lubang bor, metode baru untuk mempelajari bagian dalam planet akan ditambahkan, yang, mungkin, akan menunjukkan kepada kita gambaran yang sama sekali baru tentangnya. Namun, ini hanya ide untuk saat ini.

Dari materi gelap kosmik, kita sampai ke bagian dalam planet kita, tidak kalah gelapnya bagi kita. dan ketidaktertembusan hal-hal ini membingungkan, tetapi tidak sebanyak kecemasan bahwa kita tidak melihat semua objek yang relatif dekat dengan Bumi, terutama yang berada di jalur tabrakan dengannya.

Namun, ini adalah topik yang sedikit berbeda, yang baru-baru ini kita bahas secara rinci di MT. Keinginan kami untuk mengembangkan metode pengamatan sepenuhnya dibenarkan dalam semua konteks.