Το μποζόνιο Higgs εξετάστηκε ως πηγή σκοτεινής ύλης στον LHC

Έχει υπολογιστεί ότι η σκοτεινή ύλη είναι πενταπλάσια από την κανονική ύλη στο σύμπαν – και όμως, δεν την έχουμε εντοπίσει άμεσα. Πολλοί διαφορετικοί τύποι πειραμάτων προσπαθούν να την βρουν, αλλά τώρα το CERN έχει συμμετάσχει στο κυνήγι της, εξετάζοντας εάν το διάσημο μποζόνιο Higgs θα μπορούσε να αποσυντεθεί σε σκοτεινή ύλη.

Φυσικοί βρήκαν ότι η ταχύτητα του φωτός είναι σταθερή και στις ακτίνες-γ

Φυσικοί έχουν διεξαγάγει την καλύτερη έως τώρα δοκιμασία της ταχύτητας φωτός και έχουν διαπιστώσει ότι είναι σταθερή παντού στο σύμπαν, ακόμη και στις ακτίνες γάμμα που εκπέμπονται από πηγές όπως τα αστέρια που εκρήγνυνται (σουπερνόβα) . Αυτό σημαίνει ότι, ακόμη και στις υψηλότερες ενέργειες, ένας από τους πυλώνες της θεωρίας της ειδικής σχετικότητας του Albert Einstein παραμένει σταθερός.

Οι 5 εποχές του σύμπαντος

Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να εξετάσετε και να συζητήσετε το παρελθόν, το παρόν και το μέλλον του σύμπαντος, αλλά ένα συγκεκριμένα έχει εξάψει την φαντασία πολλών αστρονόμων. Δημοσιεύθηκε για πρώτη φορά το 1999 στο βιβλίο των Fred Adams και Gregory Laughlin Οι Πέντε Εποχές του Σύμπαντος: Στο εσωτερικό της Φυσικής Αιωνιότητας όπου διαιρούσαν την ιστορία της ζωής του σύμπαντος σε πέντε εποχές: Πρωταρχική εποχή, Εποχή των άστρων (στην οποία βρισκόμαστε σήμερα), Εκφυλισμένη εποχή, Εποχή Μαύρης Τρύπας, Σκοτεινή Εποχή. Το βιβλίο ενημερώθηκε για τελευταία φορά σύμφωνα με τις τρέχουσες επιστημονικές κατανοήσεις το 2013.

Το άξιον λύνει τρία μυστήρια του σύμπαντος

Ένα υποθετικό σωματίδιο που ονομάζεται άξιον (axion) θα μπορούσε να λύσει ένα από τα σπουδαία μυστήρια της φυσικής: το πλεόνασμα της ύλης πάνω στην αντιύλη ή γιατί υπάρχουν όλα αυτά που βλέπουμε στον Κόσμο. Αλλά και την εξήγηση της σκοτεινής ύλης καθώς και το ισχυρό πρόβλημα της συμμετρίας CP .

Οι κυματισμοί στον χωρο-χρόνο θα μπορούσαν να εξηγήσουν το μυστήριο του γιατί υπάρχει το σύμπαν

Μια νέα μελέτη μπορεί να βοηθήσει στην απάντηση σε ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος: Γιατί υπάρχει περισσότερη ύλη από την αντιύλη; Αυτή η απάντηση, με τη σειρά της, θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί υπάρχουν τα πάντα από τα άτομα έως τις μαύρες τρύπες.

Είναι το σχήμα του σύμπαντος επίπεδο;

Το σχήμα του σύμπαντος είναι ένα από τα πιο σημαντικά ζητήματα στην κοσμολογία, με εκτεταμένες συνέπειες, ακόμα και μέχρι την τελική μοίρα του Κόσμου. Για δεκαετίες, έχουμε μετρήσεις που δείχνουν ότι το σύμπαν μας είναι γεωμετρικά επίπεδο και άπειρο, έστω και αν μερικοί κοσμολόγοι υποστηρίζουν ότι οι τελευταίες μετρήσεις δείχνουν ένα σφαιρικό σύμπαν.

Το αξιόνιο λύνει τρία μυστήρια του σύμπαντος

Ένα υποθετικό σωματίδιο που ονομάζεται αξιόνιο θα μπορούσε να λύσει ένα από τα σπουδαία μυστήρια της φυσικής: το πλεόνασμα της ύλης πάνω από την αντιύλη ή γιατί είμαστε εδώ. Σύμφωνα με το Καθιερωμένο Μοντέλο της Φυσικής των σωματιδίων, όταν γεννήθηκε το σύμπαν μας, η συνάντηση της ύλης και της αντιύλης έπρεπε να εξαϋλώσει το ένα το άλλο. Αυτό σημαίνει ότι δεν θα υπήρχε τίποτα – ούτε Γη, ούτε Ήλιος, ούτε Γαλαξίας, ούτε Άνθρωπος. Αλλά τα βλέπουμε.

Ταυτοποιήθηκαν υποατομικά σωματίδια που θα μπορούσαν να σχηματίσουν «σκοτεινή ύλη»

Επιστήμονες έχουν προσδιορίσει ένα υποατομικό σωματίδιο το οποίο θα μπορούσε να σχηματίσει τη «σκοτεινή ύλη» στο Σύμπαν κατά τη διάρκεια της Μεγάλης Έκρηξης. Το 80% του Σύμπαντος μπορεί να είναι σκοτεινή ύλη, αλλά παρά τις πολυάριθμες μελέτες εδώ και δεκαετίες, η φυσική του προέλευση παραμένει ένα αίνιγμα. Αν και δεν μπορεί να την δούμε άμεσα, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι υπάρχει λόγω της αλληλεπίδρασής του μέσω της βαρύτητας με την ορατή ύλη, όπως τα αστέρια και οι πλανήτες. Η σκοτεινή ύλη αποτελείται από σωματίδια που δεν απορροφούν, δεν αντανακλούν ή δεν εκπέμπουν φως.

Νέα στοιχεία για την συστροφή του χωροχρόνου κατά την κίνηση δύο άστρων

Μια διεθνής ομάδα αστροφυσικών με επικεφαλής τον Αυστραλό Καθηγητή Matthew Bailes έδειξε συναρπαστικά νέα στοιχεία για την «συστροφή του πλαισίου αναφοράς» – δηλαδή πώς η περιστροφή ενός ουράνιου σώματος συστρέφει (παρασέρνει) τον χώρο και τον χρόνο γύρω του – μετά την παρακολούθηση της τροχιάς ενός εξωτικού αστρικού ζεύγους για σχεδόν δύο δεκαετίες. Τα δεδομένα, τα οποία αποτελούν περαιτέρω στοιχεία για τη θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν, δημοσιεύονται στο περιοδικό Science .

Δεν χρειάζεται να τροποποιήσετε τη βαρύτητα για να εξηγήσετε τη σκοτεινή ενέργεια

Ένα από τα μεγαλύτερα άλυτα παζλ σε όλη την επιστήμη είναι η σκοτεινή ενέργεια. Το Σύμπαν όχι απλώς επεκτείνεται, αλλά ο ρυθμός διαστολής όπως συμπεραίνουμε για τους μακρινούς γαλαξίες επιταχύνεται: η ταχύτητα απομάκρυνσης τους επιταχύνεται από την ορατότητα μας όσο περνάει ο καιρός. Αυτό ήταν μια έκπληξη όταν ανακαλύφθηκε εμπειρικά τη δεκαετία του 1990 και περισσότερο από δύο δεκαετίες αργότερα δεν καταλαβαίνουμε πού προέρχεται αυτή η μυστηριώδης μορφή ενέργειας, η πιο πλούσια σε όλο το Σύμπαν.

Η εξίσωση του Alexander Friedmann

Στον Αλέξανδρο Friedmann από τη Ρωσία οφείλεται η ανάπτυξη μιας δυναμικής εξίσωσης για το διαστελλόμενο σύμπαν στη δεκαετία του ’20. Τότε ήταν μια εποχή που οι Einstein, Willem de Sitter από την Ολλανδία και Georges Lemaitre από τη Γαλλία, δούλευαν τις εξισώσεις για την περιγραφή του σύμπαντος. Ο Friedmann την ανέπτυξε τότε ως μια σχετιστική εξίσωση στα πλαίσια της Γενικής Σχετικότητας, αλλά η περιγραφή εδώ θα περιοριστεί σε μια απλουστευμένη, μη-σχετικιστική έκδοση.

Είναι οι μαύρες τρύπες ζεστές ή κρύες;

Οι μαύρες τρύπες είναι παγωμένες στο εσωτερικό τους, αλλά απίστευτα καυτές ακριβώς απέξω. Η εσωτερική θερμοκρασία μιας μαύρης τρύπας ίση με τη μάζα του Ήλιου μας είναι περίπου ένα εκατομμυριοστό ενός βαθμού Kelvin πάνω από το απόλυτο μηδέν. Επομένως δεν είναι απόλυτες, θεωρητικές, μαύρες τρύπες.

Πώς εξηγείται το πείραμα Foucault;

Το 1851 έγινε στο Παρίσι μια φημισμένη επίδειξη. Χρησιμοποιώντας ένα ατσάλινο σύρμα μήκους περίπου 67μέτρων, ο Γάλος φυσικός Jean-Bernard-Lιon Foucault κρέμασε μια σιδερένια μπάλα μάζας περίπου 28Kg από τον θόλο του Πάνθεου και το έβαλε σε κίνηση ταλάντωσης μπρος – πίσω. Για να καταγράψει την εξέλιξη της κίνησης στερέωσε μια γραφίδα στη μπάλα και σκόρπισε άμμο στο πάτωμα κάτω από την μπάλα. Έτσι η γραφίδα χάραζε γραμμές στην άμμο καταγράφοντας την τροχιά της μπάλας σε σχέση με το πάτωμα. Το κοινό που παρακολούθησε το πείραμα είδε με έκπληξη το επίπεδο ταλάντωσης του εκκρεμούς να στρέφεται ανεξήγητα, αφήνοντας όλο και διαφορετικά ίχνη σε κάθε ταλάντωσή του.

Το παράδοξο των διδύμων

Τα ταξίδια με ταχύτητες κοντά σε αυτήν του φωτός πάντα εξάπτει την φαντασία των ανθρώπων. Όλοι θέλουμε να ταξιδέψουμε στο χώρο για κάποιο χρονικό διάστημα (ένα χρόνο, ας πούμε) και ύστερα να επιστρέψουμε στη Γη. Για τους ανθρώπους που έμειναν στον πλανήτη μας, ο χρόνος προχωρά πιο αργά στον πύραυλο που τρέχει με μεγάλη ταχύτητα από τον δικό τους χρόνο. Επομένως, όταν το πλήρωμα του πυραύλου προσγειωθεί στη Γή, ο χρόνος που θα έχει περάσει στη Γη θα είναι μεγαλύτερος από εκείνον που θα έχουν μετρήσει τα ρολόγια των αστροναυτών. Άρα οι ταξιδιώτες φθάνουν στο μέλλον του πλανήτη τους.

Διαψευσιμότητα και σύγχρονη φυσική. Μπορεί μια θεωρία που δεν είναι πλήρως δοκιμασμένη να είναι χρήσιμη στη φυσική;

Τι καθορίζει εάν μια ιδέα είναι νόμιμα επιστημονική ή όχι; Αυτή η ερώτηση έχει συζητηθεί από φιλόσοφους και ιστορικούς της επιστήμης, πρωτεργάτες της επιστήμης και δικηγόρους στα δικαστήρια. Αυτό συμβαίνει επειδή δεν είναι απλώς μια αφηρημένη ιδέα: Τι κάνει κάτι επιστημονικό ή όχι καθορίζει αν πρέπει να διδάσκεται στις αίθουσες διδασκαλίας.

Τι είναι μέσα σε μια μαύρη τρύπα;

Έχετε καταφέρει να ταξιδέψετε δεκάδες χιλιάδες έτη φωτός πέρα ​​από το ηλιακό σύστημα και ανυπομονείτε να κοιτάξετε στα βάθη των μεγάλων διαστρικών κενών. Έχετε παρακολουθήσει μερικά από τα πιο όμορφα και εξωφρενικά ισχυρά γεγονότα του σύμπαντος, από τις γεννήσεις νέων ηλιακών συστημάτων μέχρι τους κατακλυσμικούς θανάτους τεράστιων αστεριών. Και τώρα για το κύκνειο άσμα σας, πρόκειται να κάνετε κάτι μεγάλο: είστε έτοιμος να βουτήξετε στο πιο σκοτεινό μαύρο του Κόσμου, σε μια γιγαντιαία μαύρη τρύπα και να δείτε τι βρίσκεται στην άλλη πλευρά αυτού του αινιγματικού ορίζοντα γεγονότων. Τι θα βρείτε μέσα; Διαβάστε γενναίοι εξερευνητές.

5 νοητικά πειράματα του Albert Einstein που τον βοήθησαν να καταλήξει στις πιο επαναστατικές επιστημονικές του ιδέες

Ο Albert Einstein , ένα από τα μεγαλύτερα μυαλά του 20ού αιώνα, άλλαξε για πάντα το τοπίο της επιστήμης εισάγοντας επαναστατικές έννοιες που συγκλόνισαν την κατανόηση μας για τον κόσμο. Μία από τις πιο καθοριστικές ιδιότητες του Αϊνστάιν ήταν η αξιοθαύμαστη ικανότητά του να αντιλαμβάνεται πολύπλοκες επιστημονικές ιδέες φανταζόμενος σενάρια της πραγματικής ζωής. Κι αυτά α σενάρια τα ονόμασε Gedankenexperiments ή νοητικά πειράματα.

Νέα έρευνα δείχνει ότι το σύμπαν μπορεί να είναι μια κλειστή σφαίρα και όχι επίπεδο

Οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται τον χώρο ως ένα επίπεδο φύλλο: Ταξιδεύετε προς μία κατεύθυνση και καταλήγετε πολύ μακριά από το σημείο εκκίνησης. Αλλά μια νέα δημοσίευση υποδηλώνει ότι το σύμπαν μπορεί στην πραγματικότητα να είναι σφαιρικό: Αν ταξιδέψετε αρκετά προς την ίδια κατεύθυνση, καταλήγετε πάλι από εκεί που ξεκινήσατε.

Η «μεγαλύτερη αμηχανία του Αϊνστάιν» μπορεί να έχει τερματιστεί τελικά

Υπάρχει ένα θεμελιώδες πρόβλημα στη φυσική. Η κοσμολογική σταθερά λ μαστίζει τους φυσικούς για περισσότερο από έναν αιώνα. Η κοσμολογική σταθερά γεφυρώνει τον μικροσκοπικό κόσμο της κβαντικής μηχανικής και τον μακροσκοπικό κόσμο της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν. Αλλά ούτε η θεωρία μπορεί να συμφωνήσει στην τιμή της. Στην πραγματικότητα, υπάρχει μια τεράστια διαφορά μεταξύ της παρατηρούμενης τιμής αυτής της σταθεράς και της θεωρίας, που θεωρείται ευρέως σαν την χειρότερη πρόβλεψη στην ιστορία της φυσικής. Η επίλυση της διαφοράς μπορεί να είναι ο σημαντικότερος στόχος της θεωρητικής φυσικής αυτού του αιώνα.

Ένας βαρέων βαρών υποψήφιος για σκοτεινή ύλη

Σχεδόν το ένα τέταρτο του σύμπαντος βρίσκεται κυριολεκτικά στις σκιές. Σύμφωνα με τις θεωρίες των κοσμολόγων, το 25,8% αποτελείται από σκοτεινή ύλη, η παρουσία της οποίας σηματοδοτείται ουσιαστικά μόνο από την βαρυτική έλξη της. Η ουσία αυτή αποτελεί ένα μυστήριο. Τώρα ο Hermann Nicolai, διευθυντής στο Ινστιτούτο Max Planck και ο συνάδελφός του Krzysztof Meissner από το Πανεπιστήμιο της Βαρσοβίας πρότειναν έναν νέο υποψήφιο, ένα υπερβολικού βάρους βαρυτίνο. Η ύπαρξη αυτού του υποθετικού σωματιδίου προκύπτει από μια υπόθεση που επιδιώκει να εξηγήσει πώς το παρατηρούμενο φάσμα κουάρκ και λεπτονίων στο πρότυπο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, μπορεί να προκύψει από μια θεμελιώδη θεωρία. Επιπλέον, οι ερευνητές περιγράφουν μια πιθανή μέθοδο για την πραγματική παρακολούθηση αυτού του σωματιδίου.