Qaranlıq maddəyə əsaslanan həyat mümkündürmü?

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Kainatımızdakı kütlənin böyük əksəriyyəti görünməzdir. Artıq bir müddətdir ki, fiziklər bu çətin kütlənin nə olduğunu anlamağa çalışırlar. Əgər o, hissəciklərdən ibarətdirsə, ümid odur ki, Böyük Adron Kollayderi qaranlıq maddə hissəciyi yarada bilər və ya kosmik teleskop qaranlıq maddə toqquşmalarının gözəl qamma şüası imzasını görəcək. Hələlik heç nə yoxdur. Və bu problem nəzəri fizikləri yeni ideyalar üzərində düşünməyə vadar edir.

2017-ci ildə məşhur nəzəri fizik Lisa Randall qaranlıq maddənin ən inanılmaz imkanlarından birini araşdırdı. Təbii ki, hipotetik. Qaranlıq maddəni müəyyən bir hissəcik növü kimi nəzərdən keçirmək əvəzinə, o, qaranlıq maddənin qaranlıq ulduzları, qaranlıq qalaktikaları, qaranlıq planetləri və bəlkə də qaranlıq həyatı təşkil edən bütün hissəciklər ailəsindən ibarət ola biləcəyini fərz etdi. Qaranlıq kainatın kimyası bizim “müntəzəm kimyamız” qədər zəngin və müxtəlif ola bilər. Ancaq hər şey o qədər də sadə deyil.

Qaranlıq maddə problemi

Kainatımız inanılmaz, anlaşılmaz bir yerdir.

Son bir neçə onillikdə biz anladıq ki, Kainatdakı maddənin 84,5%-i görünmür. Olduqca yöndəmsiz ləqəbi olan "qaranlıq maddə" nəzərə alınsa, bu maddə "normal" maddə ilə qarşılıqlı təsir göstərməyən bir vəziyyətdədir. Qaranlıq enerji kimi, bunlar da “qaranlıq”dır, çünki biz onları başa düşmürük.

Əgər indi stolumun üstündə qaranlıq maddənin bir parçası varsa, bu barədə heç vaxt bilməyəcəm. Ümumiyyətlə, qaranlıq maddənin bir parçası mənim masamın üstündə uzana bilməz. O, masanın üstündən düşəcək və döşəmə və yer qabığı planetimizin nüvəsindəki cazibə quyusuna qaçacaq. Ya da anlaşılmaz bir şəkildə kosmosda yox olacaq. Qaranlıq materiya hər hansı bir şeylə o qədər zəif qarşılıqlı təsir göstərir ki, bu parça sadəcə olaraq adi maddənin içindən keçəcək, sanki mövcud deyil.

Kiçik miqyasda qaranlıq maddənin qravitasiya təzahürü əhəmiyyətsizdir, lakin kosmoloji məsafələrdə qaranlıq maddənin varlığı mütləq hiss olunur - onu dolayı yolla qalaktika qruplarına qravitasiya təsiri və qalaktikaların fırlanmasına təsiri ilə müşahidə etmək olar. Biz bunun mövcud olduğunu bilirik, sadəcə olaraq onu görmürük.

Və bunun nə olduğunu bilmirik, yalnız təxmin edə bilərik

Adi maddə - aka barionik maddə - elektromaqnit, qravitasiya, güclü və zəif qüvvələr vasitəsilə qarşılıqlı təsir göstərir. Bu qüvvələr enerji ötürür və bütün maddələrə quruluş verir. Qaranlıq maddə isə adətən zəif və ya güclü elektromaqnit qüvvələr vasitəsilə qarşılıqlı təsir göstərə bilməyən amorf “maddə” buludu kimi qəbul edilir. Buna görə də qaranlıq maddənin "qeyri-barionik" olduğu güman edilir. Qeyri-barionik maddə öz varlığını yalnız qravitasiya ilə aşkar edə bilər.

Qaranlıq maddə axtarışında aparıcı namizəd WIMP, zəif qarşılıqlı təsir göstərən kütləvi hissəcikdir. WIMP adından göründüyü kimi, bu hipotetik hissəcik normal maddə ilə qarşılıqlı təsir göstərmir - buna görə də baryonik deyil.

Müəyyən edilmiş kosmoloji modellər proqnozlaşdırır ki, qaranlıq materiya - məsələn, WIMP və ya "aksiyalar" şəklində olsun - Kainatımıza struktur bəxş edir və adətən sadə şəkildə Kainatımızı bütövlükdə saxlayan "yapışqan" adlanır.

Qalaktikaların fırlanmasını müşahidə edən astronom Vera Rubin, qalaktikalardakı maddələrin çoxunun müşahidə oluna bilməyəcəyini qeyd etdi. Yalnız kiçik bir faiz görünür - ulduzlar, qaz və toz; qalanları qaranlıq maddənin nəhəng, lakin görünməz halosunda gizlənir. Sanki adi maddədən ibarət görünən qalaktikamız bizim görə biləcəyimizdən çox uzaqlara uzanan nəhəng qaranlıq materiya çarxının üzərindəki başlıqdır.

Bu yaxınlarda nəşr olunan məqalədə (2013) Randall və onun həmkarları qaranlıq maddənin daha mürəkkəb formasını təqdim etdilər. Onların fikrincə, qalaktikamızın qaranlıq maddə halosu yalnız bir növ qeyri-barion maddənin amorf kütləsindən ibarət deyil.

Randall yazır: "Bütün qaranlıq maddələrin yalnız bir növ hissəcikdən ibarət olduğunu güman etmək çox qəribə görünür". “Qərəzsiz alim qaranlıq maddənin bizim normal maddəmiz qədər müxtəlif olmasına imkan verməməlidir”.

Zəngin "kölgə kainatı"?

Görünən kainatımız Standart Fizika Modeli - yaxşı sübut edilmiş hissəciklər ailəsi (məşhur Hiqqs bozonu da daxil olmaqla) və qüvvələr tərəfindən idarə edildiyi kimi, qaranlıq qalaktik haloda qaranlıq maddə hissəcikləri və qüvvələrinin zəngin və müxtəlif modeli fəaliyyət göstərə bilərmi?

Bu araşdırma, kainatın qaranlıq sektorunda - bizimkinə paralel mövcud olan və görünən kainatımızın təqdim etdiyi bütün mürəkkəbliklərə malik olan "kölgə kainatı" deyək - zəngin müxtəlif naməlum fizikanı fərz etmək məntiqinə əsaslanır.

Astrofiziklər bundan əvvəl də "qaranlıq ulduzların" - qaranlıq maddədən ibarət ulduzların qədim kainatımızda bu günə qədər mövcud ola biləcəyini irəli sürmüşdülər. Əgər belədirsə, Randall iddia edir ki, bəlkə də "qaranlıq planetlər" yarana bilər. Qaranlıq sektorda yerləşdirilmiş qüvvələr tərəfindən idarə olunan qaranlıq maddə hissəcikləri ailəsi varsa, bu, mürəkkəb kimyanın yaranmasına səbəb ola bilərmi? Bəs həyata?

Ancaq kainatımıza paralel "qaranlıq" və ya "kölgə" həyat varsa, onu aşkar edə biləcəyimizi unuda bilərsiniz.

Kölgə həyatı kölgədə qalacaq

Bütün gündəlik sirləri və hətta elmin mübahisə edə və ya dəstəkləyə bilməyəcəyi paranormal iddiaları izah etmək üçün bu fərziyyədən istifadə etmək cazibədar görünür. Bəs “kabuslar” və ya izaholunmaz “göydəki işıqlar” hər şeyin arxasında yaşayan qaranlıq məxluqların antikasıdırsa?

Bu məntiq bir televiziya şousu və ya film üçün yaxşı olsa da, bu qaranlıq canlılar adi maddə ilə tamamilə uyğun olmayan kölgəli bir kainatda yaşayacaqlar. Onların zərrəciklərinin və qüvvələrinin bizim kainatımıza heç bir təsiri olmazdı. Qaranlıq bir meşədə ağac kötüyünün üstündə oturaraq bu sətirləri oxuya bilərdiniz və bundan heç vaxt xəbəriniz olmayacaqdı.

Lakin biz bu kölgə kainatı ilə eyni məkan-zamanında - lazımsız ölçülər və çoxlu kainat olmadan - bir yerdə olduğumuz üçün yalnız bir siqnal ötürülə bilər.

Qravitasiya dalğaları yalnız 2016-cı ildə kəşf edilib və bu dalğaların kosmosda ilk aşkarlanmasına qara dəliklərin toqquşması səbəb olub. Qaranlıq sektorda qravitasiya dalğalarının aşkarlanması olduqca mümkün görünür, lakin telin sonunda yalnız qaranlıq sektorda ən güclü kosmik hadisələr aşkar edilə bilər.

Ümumiyyətlə, biz demək olar ki, heç vaxt şirin qaranlıq maddə canlılarının varlığını sübut etməyəcəyik, lakin Randall vacib bir məqama diqqət çəkir. Qaranlıq maddənin mənbəyini nəzərdən keçirərkən, ön mühakimələrimizdən kənara baxmalıyıq; qaranlıq sektor bizim təsəvvür edə bilməyəcəyimiz qədər mürəkkəb qaranlıq maddə hissəcikləri və qüvvələr ailəsi ola bilər.