Современные научные представления о материи

Современные научные  представления о материи

1. Черная материя
2. Нейтрино и антинейтрино
3. Идея великого объединения

В рассмотрении данной темы, а возможно и в решении  поставленных задач (проблема черной материи, нейтрино и антинейтрино, а также  идея великого объединения), мы будем  опираться на уже известные определения материи, энергии, пространства, времени, массы и др. Но прежде всего, обратимся к материалистическому подходу Ленина в определении материи: “Материя — есть философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них”. С нашими (современными) возможностями фотографировать, копировать, записывать  мы, конечно же, ближе можем подойти к пониманию этой философской категории, и кто знает, возможно, увидеть воочию загадочную, неуловимую черную материю, воплотить в жизнь идею великого объединения.

1. Черная материя - общее название совокупности астрономических объектов, недоступных прямым наблюдениям современными средствами астрономии, но наблюдаемых косвенно по гравитационным эффектам, оказываемым на видимые объекты. Учёные считают, что количество черной материи как минимум в 5 раз больше количества видимой.

Общая проблема черной материи состоит из двух частей:

• астрофизической, то есть противоречия наблюдаемой массы гравитационно связанных объектов и их систем, таких, как галактики и их скопления, с их наблюдаемыми параметрами, определяемыми гравитационными эффектами;
• космологической — противоречия наблюдаемых космологических параметров полученной по астрофизическим данным средней плотности Вселенной.

В процессе решения данных составляющих проблемы черной материи ученые сталкиваются с множеством вопросов, которым пока нет ответов.

Почему для многих спиральных галактик скорость вращения не подчиняется кеплеровсому закону движения (не соблюдаются законы физики)? Почему суммарная наблюдаемая масса скопления Волос Вероники в 500 раз ниже расчётной, то есть недостаточна, чтобы удерживать составляющие его галактики от «разлетания» (проблема Цвикки)? Почему такое же несоответствие между расчетными и наблюдаемыми массами скопления галактик имеет место и для гравитационного линзирования (эффект «гравитационной линзы»)? Может действительно существует невидимая, но вполне реальная масса? Или это отговорка ученых, которые на данном этапе развития науки и техники просто не могут объяснить эти и другие явления, но надеются получить для этого необходимые данные в будущем? Если так, то нам остается лишь гадать в отношении главного вопроса: “Черная материя – что это: Миф или Реальность?”.

 Также рассмотрим еще две очень интересные научные загадки, связанные с нейтрино и антинейтрино и идеей великого объединения.

2. Нейтри́но (итал. neutrino — нейтрончик, уменьшительное от neutrone — нейтрон) — нейтральная фундаментальная частица с полуцелым спином, участвующая только в слабом и гравитационном взаимодействиях, и относящаяся к классу лептонов. 

Каждому заряженному лептону соответствует своя пара нейтрино/антинейтрино:

• электронное нейтрино/электронное антинейтрино
• мюонное нейтрино/мюонное антинейтрино
• тау-нейтрино/анти-тау-нейтрино

Основная  проблема, связанная с этими частицами  получила название “Загадки солнечных нейтрино”. Речь опять же идет о нарушении законов физики (или даже элементарной арифметики). Полный поток нейтрино, измеренный с помощью детектора на Земле значительно меньше расчетного.

Не  менее интересным является вопрос об отличии между нейтрино и антинейтрино, ответ на который был получен относительно недавно (1956-1959) в процессе решения “Загадки солнечных нейтрино”.

3. Теория "Великого объединения" – это теория, объединяющая электромагнитные, сильные и слабые взаимодействия. Упоминая про теорию "Великого объединения", речь заходит о том, что все силы, существующие в природе, являются проявлением одной всеобщей фундаментальной силы.

Есть ряд соображений, дающих основания полагать, что в момент Большого взрыва, породившего нашу вселенную, существовала только эта сила. Однако с течением времени вселенная расширялась, а значит, остывала, и единая сила расщепилась на несколько разных, которые мы сейчас и наблюдаем. Теория "Великого объединения" должна описать электромагнитную, сильную, слабую и гравитационную силы как проявление одной всеобщей силы. Определенный прогресс уже есть: ученым удалось построить теорию, объединяющую электромагнитное и слабое взаимодействия. Однако основная работа над теорией "Великого объединения" еще впереди. 
Современная физика частиц вынуждена обсуждать такие вопросы, которые, по сути дела, волновали еще античных мыслителей. Каково происхождение частиц и химических атомов, построенных из этих частиц? И как из частиц, как бы мы их ни называли, может быть построен Космос, видимая нами Вселенная? И еще – сотворена ли Вселенная, или существует извечно? Если можно так спрашивать, то каковы пути мысли, которые могут привести к убедительным ответам? Все эти вопросы аналогичны поискам истинных начал бытия, вопросам о природе этих начал.