Comhdhúil iomlán UV-infheicthe-IR an XDF; an íomhá is mó a scaoileadh riamh den Cruinne i bhfad i gcéin. Luasghéaróidh gach réaltra a thaispeántar anseo i ndeireadh na dála ag luas níos mó ná luas an tsolais, a bhuíochas le fuinneamh dorcha. Creidmheas íomhá: NASA, ESA, H. Teplitz agus M. Rafelski (IPAC / Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Ollscoil Stáit Arizona), agus Z. Levay (STScI).

Míniú nua ar fhuinneamh dorcha: an t-ábhar inár Cruinne

An chaoi a bhféadfadh an éifeacht imtharraingthe Casimir a bheith ina chúis le leathnú luathaithe ár Cruinne, gan aon fhisic nua ar chor ar bith.

“Mar gheall ar cé go bhfuil sé fíor cinnte go bhfuil tábhacht mhór ag tomhais chainníochtúla, is botún mór é a cheapadh gur féidir an fhisic thurgnamhach ar fad a thabhairt faoin gceannteideal seo." -Hendrik Casimir

Ó fuarthas amach go raibh leathnú na Cruinne ag luasghéarú den chéad uair beagnach 20 bliain ó shin, tá eolaithe ag iarraidh míniú láidir, simplí agus intomhaiste a fháil. Ach de réir mar a tháinig níos mó agus níos mó sonraí ó thurgnaimh agus ó bhreathnuithe isteach, tá cúis an fhuinnimh dhorcha seo - cúis hipitéisithe an luasghéaraithe - easnamhach go tobann. Cé go bhfuil sé coibhéiseach ó thaobh feidhme le “tairiseach cosmeolaíoch” (nó an “fuinneamh is gné dhílis den spás féin”), níl aon bhealach maith ann chun tuar a dhéanamh ar a luach. Ach má mheasann tú go n-athraíonn fórsaí áirithe ar an ábhar sin cineálacha áirithe ábhair a chur i spás folamh, b’fhéidir go dtagann fuinneamh dorcha as an gcúis is simplí ar fad: an fhíric go bhfuil ábhar inár Cruinne ar chor ar bith.

Léarscáil den phatrún bearrtha / braislithe a thaispeánann réaltraí inár Cruinne inniu. D’fhéadfadh láithreacht na struchtúr seo míniú a thabhairt ar láithreacht agus ar mhéid an fhuinnimh dhorcha ina iomláine. Creidmheas íomhá: Greg Bacon / STScI / Ionad Eitilte Spáis Goddard NASA.

Tá cúiseanna ag an gcuid is mó de na fórsaí agus na feiniméin sa Cruinne ar féidir iad a nochtadh go héasca. Tá fórsa imtharraingthe ag dhá réad ollmhóra mar gheall go bhfuil ábhar agus fuinneamh cuartha ag am spáis. Tá an Cruinne leathnaithe mar atá sí thar a stair mar gheall ar dhlús fuinnimh athraitheach na Cruinne agus na coinníollacha tosaigh maidir le leathnú. Agus faigheann na cáithníní go léir sa Cruinne taithí ar na hidirghníomhaíochtaí a dhéanann siad mar gheall ar na rialacha atá ar eolas faoi theoiric réimse chandamach agus malartú boscaí veicteora. Ó na cáithníní fo-adamhacha is lú go dtí na scálaí is mó ar fad, tá na fórsaí céanna ag súgradh, ag coinneáil gach rud ó phrótóin go daoine go pláinéid go réaltraí le chéile.

Tá an fórsa láidir, ag feidhmiú mar a dhéanann sé mar gheall ar 'luchtú datha' agus malartú gliúnna, freagrach as an bhfórsa a choinníonn núicléis adamhacha le chéile. Creidmheas íomhá: úsáideoir Wikimedia Commons Qashqaiilove.

Fiú amháin tá mínithe bunúsacha ag cuid de na feiniméin is mistéireach a thuigtear go maith. Níl a fhios againn conas a chaithfeadh níos mó ábhar a bheith ann ná frithmhéadair sa Cruinne, ach tá a fhios againn go bhfuil na coinníollacha a theastaíonn uainn - sárú ar líon baryon, as coinníollacha cothromaíochta agus sárú C agus CP - ann go léir. Níl a fhios againn cad é nádúr an ábhair dhorcha, ach tuigtear go maith a airíonna cineálacha, an áit a bhfuil sé suite agus an chaoi a dtéann sé le chéile. Agus níl a fhios againn an gcaomhnaíonn poill dhubha faisnéis nó nach gcoinníonn, ach tuigimid staid dheiridh agus tosaigh na n-earraí seo, chomh maith leis an gcaoi a dtagann siad chun bheith agus cad a tharlaíonn dá léaslínte imeachta le himeacht ama.

Léaráid de pholl dubh agus a dhiosca breisiúcháin mórthimpeall, luathaithe agus infalling. Is féidir staid tosaigh agus deiridh poill dhubha a thuar go maith, fiú mura féidir faisnéis a chailleadh nó a choinneáil, faoi láthair. Creidmheas íomhá: NASA.

Ach tá rud amháin nach dtuigeann muid ar chor ar bith: fuinneamh dorcha. Cinnte, is féidir linn luasghéarú na Cruinne a thomhas, agus a chinneadh go díreach cad é a mhéid. Ach cén fáth go bhfuil Cruinne againn le luach neamh-nialasach d’fhuinneamh dorcha ar chor ar bith? Cén fáth ar chóir go mbeadh fuinneamh dearfach, neamh-nialasach ag spás folamh, gan gach rud - is cuma, gan cuaire, gan aon radaíocht, gan aon rud? Cén fáth ar chóir dó a chur faoi deara go leathnóidh an Cruinne féin ag ráta atá dearfach i gcónaí agus nach sroicheann i dtreo nialas? Agus cén fáth ar chóir an méid fuinnimh sin a bheith chomh beag bídeach dochreidte, go raibh sé go hiomlán do-thuigthe don chéad chúpla billiún bliain de stair na Cruinne, agus nár tháinig sé chun smacht a fháil ar na Cruinne ach thart ar an am a bhí an Domhan á fhoirmiú?

Léaráid de dhiosca protoplangeolaíoch, áit a bhfoirmíonn pláinéid agus pláinéadéadair ar dtús, ag cruthú 'bearnaí' sa diosca nuair a dhéanann siad. Timpeall ceithre go cúig billiún bliain ó shin, nuair a bhí ár nGrianchóras ag teacht le chéile, bhí fuinneamh dorcha ag teacht ag an am céanna chun tionchar an-mhór a bheith aige ar ráta leathnaithe agus dlús fuinnimh na Cruinne. Creidmheas íomhá: NAOJ.

Tá go leor rudaí is féidir linn a thabhairt faoi deara faoi fhuinneamh dorcha, agus na Cruinne, atá suimiúil agus a thugann le tuiscint go bhfuil nasc ann. Tá go leor spáis folamh ann, agus tá a fhios againn go bhfuil réimsí chandamach ann ar fud na háite. Níl aon réigiún den Cruinne nach féidir leis na fórsaí imtharraingthe, leictreamaighnéadacha nó núicléacha iad a bhaint amach; tá siad i ngach áit. Má dhéanaimid iarracht an luach ionchais folúis (VEV) de na réimsí chandamach éagsúla atá ann a ríomh, ní féidir linn ach timpeall a dhéanamh ar dtús, toisc go bhfuil líon gan teorainn téarmaí ann is féidir linn a scríobh síos a théann chuig ord ard treallach . Má thugaimid aghaidh ar an tsraith ag pointe ar bith, féadfaimid cur leis na neas-ranníocaíochtaí, agus déanaimid an-díomá orainn.

Cúpla téarma a chuireann leis an bhfuinneamh nialas pointe i leictreodinimic chandamach. Creidmheas íomhá: RL Jaffe, ó https://arxiv.org/pdf/hep-th/0503158.pdf.

Má dhéanaimid an mhatamaitic sin, déanaimid foirceannadh le ranníocaíochtaí atá thart ar 120 ordú méide ró-mhór, dearfach agus diúltach. Chomh fada agus is féidir linn a rá, ní chealaíonn siad go díreach, agus fiú má rinne siad, tá an fhadhb breathnóireachta pesky sin againn fós nach bhfuil an Cruinne ag athghairm, ag moilliú nó ag neamhshiméadú go ráta nialasach; tá sé ag luasghéarú i ndáiríre. Ar bhealach tá fuinneamh beag ach neamh-nialasach is gné dhílis den spás féin. Agus tá an fuinneamh sin ag cruthú na réaltraí i bhfad i gcéin sa Cruinne ag luasghéarú ina gcúlú eacnamaíochta uainn, cé go han-mhall, le himeacht ama.

Na ceithre fhait a d’fhéadfadh a bheith ag ár Cruinne sa todhchaí; is cosúil gurb é an ceann deireanach an Cruinne a bhfuil cónaí orainn ann, agus fuinneamh dorcha faoi smacht aici. Creidmheas íomhá: E. Siegel / Beyond The Galaxy.

B'fhéidir gurb í an cheist theoiriciúil is mó ar fad cén fáth? Cén fáth a luathaíonn an Cruinne? Níl aon mhíniú maith againn go litriúil ar cad is cúis leis an bhfuinneamh dorcha seo. D’fhéachamar le déanaí ar an bhféidearthacht gur neodrinos reoite é, nó d’fhéadfadh sé a bheith ina symptom go bhfuil rud éigin cearr leis na Cruinne atá ag leathnú. Ach tá féidearthacht eile ann nach bhfaigheann ach fíorbheagán airde ar chóir go leor eile a fháil: d’fhéadfadh gur réadmhaoin de spás folamh í féin a tharlaíonn de bharr rudaí eile a bheith i láthair - cosúil le hábhar a fheidhmíonn mar theorainn éifeachtach - sa Cruinne.

Agus is é an chúis gur féidir é seo a dhéanamh toisc gur éifeacht é seo a bhfuil a fhios againn ann: éifeacht Casimir.

Léaráid ar éifeacht Casimir, agus an chaoi a bhfuil fórsaí (agus stáit cheadaithe / thoirmiscthe an réimse leictreamaighnéadaigh) ar an taobh amuigh de na plátaí difriúil ó na fórsaí ar an taobh istigh. Creidmheas íomhá: Emok / Wikimedia Commons.

Cad é fórsa leictreamaighnéadach an spáis fholamh? Tá sé rud ar bith, ar ndóigh. Gan aon mhuirir, gan aon sruthanna, agus is cuma tionchar a bheith acu, tá sé nialas i ndáiríre; ní cleas é sin. Ach má chuireann tú dhá phláta miotail achar teoranta óna chéile, agus ansin fiafraíonn díot cad é an fórsa leictreamaighnéadach, gheobhaidh tú amach nach nialas é! Mar gheall go gcuirtear cosc ​​ar chuid de na modhanna luaineachta folúis mar gheall ar theorainneacha na bplátaí, ní amháin go ndéanaimid fórsa neamh-nialasach a thuar idir na plátaí seo, ag eascairt as rud ar bith seachas spás folamh féin. De réir mar a tharlaíonn sé, tá éifeacht Casimir ag na fórsaí go léir, lena n-áirítear an fórsa imtharraingthe.

Léarscáil de níos mó ná réaltraí milion amháin sa Cruinne, áit a bhfuil a ponc féin ina réaltra féin. Léiríonn na dathanna éagsúla achair, agus an redder ag léiriú níos faide i gcéin. Creidmheas íomhá: Daniel Eisenstein agus an comhoibriú SDSS-III.

Mar sin, cad a tharlóidh má chuireann muid an éifeacht seo i bhfeidhm ar na Cruinne ar fad, agus iarracht a dhéanamh a ríomh cén éifeacht ba cheart a bheith? Is é an freagra simplí: faigheann muid rud éigin a bhfuil foirm aige atá comhsheasmhach le fuinneamh dorcha, cé - arís eile - tá an méid mícheart ar fad. Is féidir, áfach, gur feidhm é seo nach bhfuil a fhios againn cén chuma atá ar dhálaí teorann na Cruinne, nó conas an éifeacht imtharraingthe chandamach seo a ríomh go han-mhaith. Ach is féidearthacht dochreidte, dea-thaighde í a bhfuil go leor forbairtí suimiúla ar siúl aici le deich mbliana anuas.

Atógáil 3D de 120,000 réaltra agus a n-airíonna braislithe, tátal a bhaint as a bhfuascailt agus as a bhfoirmiú ar scála mór. Creidmheas íomhá: Jeremy Tinker agus an comhoibriú SDSS-III.

D’fhéadfadh sé gur cuid éasca é an Cruinne a mhapáil. B’fhéidir nach ceannródaíocht breathnóireachta nó turgnamhach a bheidh ann a thabharfaidh tuiscint dúinn ar fhuinneamh dorcha, an fórsa is dícheallaí sa Cruinne. B’fhéidir gur ceann teoiriciúil atá ag teastáil. Agus b’fhéidir go bhfuil baint aige leis an aimhrialtacht rianaithe, b’fhéidir gur cainníocht dhinimiciúil í atá athraithe le himeacht ama, agus b’fhéidir gur comhartha í ar thoisí breise. Tá an Cruinne amuigh ansin, agus níor aimsíomar an rún is deacra seo a mhíniú le déanaí. B’fhéidir go bhféadfadh an réiteach, má táimid cúramach, a bheith san fhisic atá ar eolas againn cheana féin.

Tá Starts With A Bang ar Forbes anois, agus athfhoilsithe ar Meán a bhuíochas lenár lucht tacaíochta Patreon. Tá dhá leabhar ag Ethan, Beyond The Galaxy, agus Treknology: The Science of Star Trek ó Tricorders go Warp Drive.