Fiisigiska Walxaha iyo Xiriirka uu la leeyahay Cosmology
Fiisikiska walxaha iyo kooska waxaa badanaa loo arkaa laba laamood oo kala duwan oo sayniska ah: mid waxay ku bartaa dabeecadda heerarka ugu yar, halka kan kalena uu ka hadlayo qaab-dhismeedka iyo horumarka caalamka ugu weyn. Si kastaba ha ahaatee, ficil ahaan, labadan qaybood ayaa si dhow isugu xiran. Fahamkeenna asalka, nuxurka, iyo qaddarka caalamka si aan la kala saari karin ayaa si aan kala sooc lahayn ugu xiran sharciyada xukuma walxaha aasaasiga ah. Taas bedelkeeda, kooska wuxuu bixiyaa "shaybaar dabiici ah" oo aad u daran - tamar aad u sarreeya, cufnaan aad u weyn, iyo waqtiyo aad u dheer - oo aan si buuxda loogu soo koobi karin Dhulka. Xiriirkan ayaa keenay beer isku dhafan oo badanaa loo yaqaan fiisikiska astroparticle ama kooska walxaha.
Laga bilaabo kuwa aadka u yar ilaa kuwa aadka u weyn
Fiisigiska walxaha waxay bartaan walxaha aasaasiga ah sida quarks, leptons (oo ay ku jiraan elektaroonada iyo neutrinos), iyo awoodaha aasaasiga ah ee dhexdhexaadiya isdhexgalkooda. Qaab-dhismeedka aasaasiga ah ee si guul leh u sharraxaya ifafaalaha subatomic waa Qaabka Caadiga ah, kaas oo ay ku jiraan aragtiyaha goobta quantum ee isdhexgalka elektromagnetic, daciifka ah, iyo xooggan. Si kastaba ha ahaatee, Qaabka Caadiga ah waa mid aan dhammaystirnayn: si buuxda uma sharraxayo cuf-isjiidadka, si buuxda uma sharraxayo asalka cufka neutrino, mana bixinayo musharrax qancinaya walxaha mugdiga ah.
Cilmiga xiddigiska, gaar ahaan cilmiga xiddigiska casriga ah ee ku salaysan isbarbardhigga guud iyo indha-indheynta xiddigiska, waxay barataa ballaarinta caalamka, qaab-dhismeedkiisa baaxadda weyn (galaxies iyo galaxies), shucaaca asalka microwave-ka ee koonka (CMB), iyo taariikhdiisa kulaylka. Marka aan dib u raacno taariikhda caalamka waqti hore, waxaan ogaanay in waqtiyadii ugu horreeyay, ay ku jirtay tamar aad u sarreysa - oo ah qaybta fiisigiska walxaha. Taas macnaheedu waa in si loo fahmo cilmiga xiddigiska hore, waxaan u baahanahay fiisigiska walxaha; iyo si loo tijaabiyo fiisigiska walxaha tamarta xad-dhaafka ah, waxaan "akhriyi karnaa" raadadkiisa koonka.
Caalamkii Hore oo ahaa Xawaareeye Weyn
Ilbiriqsiyadii ugu horreeyay ka dib Qaraxii Weyn waxay matalaan xaalado aad uga fog awoodaha dardar-geliyayaasha walxaha hadda jira. Tamarta, heerkulka, iyo cufnaanta wakhtigaas waxay u oggolaadeen habab dambe oo qaabayn doona isku-dhafka caalamka. Tusaale ahaan, koonkii hore, walxaha iyo walxaha ka soo horjeeda ayaa la abuuray oo la baabi'iyay dheelitirka kulaylka. Markii caalamku uu ballaartay oo uu qaboojiyay, isdhexgalka qaar ayaa "qabooba", taasoo ka tagaysa xaddi la saadaalin karo oo ah walxo gaar ah. Fikraddani waxay saldhig u tahay aragtiyo kala duwan oo ku saabsan asalka walxaha mugdiga ah, maadaama musharaxiin badan oo walxaha mugdiga ah loo malaynayo inay ku samaysmeen habab barafaysan ama barafaysan oo ku jira koonka hore.
Intaa waxaa dheer, caalamkii hore wuxuu sidoo kale bixiyaa goob lagu fahmo kala-guurka marxaladaha ee fiisigiska walxaha. Marka heerkulku ka gudbo heer gaar ah, isku-dheelitiryada aasaasiga ah waa la "jebin karaa." Hal dhacdo oo muhiim ah waa jebinta isku-dheelitirnaanta korantada ee la xiriirta habka Higgs. Kala-guurkan wuxuu leeyahay awood uu ku soo saaro ifafaaleyaal koonka ah sida hirarka cufisjiidadka ee asalka ah, ama uu saameyn ku yeesho sida dheelitir la'aanta maaddada-ka-hortagga walxaha ay u samaysmaan.
Sicir bararka koonka iyo isbeddellada kunka
Mid ka mid ah fikradaha ugu saameynta badan ee cilmiga casriga ah waa sicir bararka koonka: marxalad aad u ballaaran oo degdeg ah ilbiriqsiyada hore ee caalamka. Sicir bararka ayaa la soo jeediyay si loo sharaxo sababta caalamku u muuqdo mid si la yaab leh isugu eg oo ku jira miisaannada waaweyn, sababta joomatari ee booska uu ugu dhow yahay mid siman, iyo sababta cillado gaar ah oo ku saabsan qaab-dhismeedka, sida monopoles-ka birlabta, oo ay saadaaliyaan aragtiyaha qaar, aysan u jirin.
Halkani waa meesha fiisigiska walxaha ka soo galaan. Moodooyin badan oo sicir-barar ah ayaa ku tiirsan jiritaanka goob mala-awaal ah oo scalar ah (inflaton), oo tamartiisu ay maamusho caalamka oo ay kiciso ballaarintiisa baaxadda leh. Isbeddellada kutaanta ee goobtan ayaa markaa "lagu furfuraa" khalkhal cufnaanta ah oo noqda abuur loogu talagalay sameynta galaxyada iyo qaab-dhismeedka kale ee koonka. Waxaan maanta aragnaa raadadka isbeddelladan oo ah kala duwanaansho heerkul oo yar yar oo ku jira CMB. Si kale haddii loo dhigo, cabbiraadda CMB waxay bixisaa hab aan toos ahayn oo lagu barto fiisigiska tamarta sare leh iyo sifooyinka beeraha kutaanta ee koonka hore.
In kasta oo habka sicir-bararku uu si dabiici ah ugu guulaystay, haddana aqoonsiga qiiqa iyo xiriirka uu la leeyahay walxaha la yaqaan ayaa weli ah su'aalo furan. Xaaladaha qaarkood waxay ku xiraan qiiqa iyo kordhinta Qaabka Caadiga ah, supersymmetry, ama beeraha laga soo qaatay aragtiyo aasaasi ah.
Isku-dheelitir la'aanta Maaddada iyo Ka-hortagga Maaddada: Maxaan u Jirnaa?
Mid ka mid ah waxyaabaha qarsoon ee ugu waaweyn waa sababta caalamku u maamulo maaddo, halkii laga isticmaali lahaa isku-darka dheellitiran ee maaddo iyo maaddo ka hortagta. Si fudud haddii loo dhigo, haddii Big Bang uu soo saaro tiro isku mid ah oo maaddo iyo maaddo ka hortagta, way is baabi'in lahaayeen, iyagoo ka tagaya shucaac oo keliya. Xaqiiqda ah in xiddigaha, meerayaasha, iyo aadanuhu ay weli jiraan waxay la macno tahay in geeddi-socod uu abuuray maaddo xad-dhaaf ah (baryogenesis ama leptogenesis).
Fiisigiska walxaha ayaa bixiya shuruudaha lagama maarmaanka u ah isku-dheellitir la'aantan, oo loo yaqaan xaaladaha Sakharov: jebinta tirada baryon, jebinta isku-dheellitirka C iyo CP, iyo xaalad ka-bax kulayle ah. Qaar ka mid ah hababka jebinta CP ayaa ka jira Qaabka Caadiga ah, laakiin uma muuqdaan inay ku filan yihiin inay soo saaraan isku-dheellitir la'aanta la arkay. Sidaa darteed, cilmiga xiddigiska hore wuxuu bixiyaa tilmaam xooggan oo ah in fiisigis cusub uu ka jiro wixii ka baxsan Qaabka Caadiga ah. Tusaale ahaan, leptogenesis wuxuu soo jeedinayaa in dheelitir la'aanta qaybta lepton (oo la xiriirta neutrinos) loo rogi karo isku-dheellitir la'aanta baryon iyada oo loo marayo hababka korontada qaarkood.
Maaddada Madow: Laga bilaabo Walxaha ilaa Qaab-dhismeedka Galactic
Indha-indheynta wareegga galaxyada, muraayadda cufisjiidadka, iyo qaab-dhismeedka koonka ayaa tilmaamaya in inta badan walxaha ku jira koonka ay yihiin "mugdi," oo aan soo saarin ama nuugin iftiin muhiim ah. Maaddada mugdiga ah waxay ka kooban tahay qiyaastii rubuc ka mid ah tirada tamarta ee koonka, aad uga badan maaddada caadiga ah. Su'aasha ugu weyni waa: waa maxay maaddada mugdiga ah?
Aragtiyo badan ayaa soo jeedinaya in maaddada mugdiga ah ay ka kooban tahay walxo cusub. Musharixiinta caanka ah waxaa ka mid ah walxaha aadka u is-dhexgalka badan (WIMPs), axions, neutrinos nadiif ah, iyo walxaha qaybaha mugdiga ah ee si aad ah u la falgala walxaha caadiga ah. Cosmology waxay ka caawisaa inay xaddido sifooyinka musharixiintan siyaabo kala duwan: laga bilaabo saameynta ay ku leeyihiin sameynta qaab-dhismeedka, ilaa CMB, ilaa tirada walxaha iftiinka ee la sameeyay inta lagu jiro nucleosynthesis-ka Big Bang. Taas bedelkeeda, tijaabooyinka fiisigiska walxaha waxay raadiyaan walxaha mugdiga ah iyagoo si toos ah u ogaanaya (isku dhacyada nuclei-ga atomiga), ogaanshaha dadban (alaabooyinka qudhunka ama baabi'inta), iyo raadinta dardar-geliyeyaasha sida LHC.
Xiriirkani wuxuu muujinayaa iskaashi gaar ah: cilmiga kosmolojigu wuxuu bixiyaa "caddayn" jiritaanka walxaha mugdiga ah, halka fiisigiska walxaha uu isku dayayo inuu aqoonsado walxaha uu ka kooban yahay.
Tamarta Mugdiga ah iyo Xadka Moodooyinka Aragtida
Marka laga soo tago walxaha mugdiga ah, caalamka waxaa sidoo kale ku badan tamarta mugdiga ah - qayb qarsoodi ah oo keenta in caalamku si dhakhso ah u fido. Qaab-dhismeedka guud ee isbarbardhigga, tamarta mugdiga ah waxaa badanaa loo qaabeeyaa inay tahay joogto koonka. Si kastaba ha ahaatee, qiimaha la arkay ee joogtada koonka waa mid aad u yar marka la barbar dhigo tamarta faaruqa ah ee lagu saadaaliyay aragtida goobta kuantumka, taasoo horseedaysa dhibaatada joogtada koonka ee caanka ah.
Arrintani waxay si toos ah ugu taallaa isgoyska fiisigiska walxaha iyo koonka: tamarta faakuumka waa fikrad kumbiyuutar ah, halka saameynteeda lagu arko dhaqdhaqaaqa koonka. Xalalka suurtagalka ah waxaa ka mid ah wax ka beddelka cufisjiidadka, goobaha firfircoonida sida quintessence, ama fikrado kale oo ka yimid aragtida aasaasiga ah. Ilaa hadda, tamarta mugdiga ah waxay weli tahay hal-xidhaale weyn waxayna tilmaami kartaa in fahamkeenna booska, waqtiga, iyo faakuumka kumbiyuutarka uu weli yahay mid aan dhammaystirnayn.
Kosmic Neutrinos: Walxaha Fudud oo leh Saameyn Weyn
Neutrinos, oo aad u fudud oo si dhif ah isu dhexgalka walxaha, ayaa door muhiim ah ka ciyaara koonka. Waxay saameeyaan heerka ballaarinta ee koonka hore waxayna saameeyaan sameynta qaab-dhismeedka iyada oo loo marayo saameyntooda "si xor ah u socodka" - waxay si dhakhso ah u dhaqaaqaan oo u simeeyaan jajabyada walxaha miisaan gaar ah. Sidaa darteed, indha-indheynta CMB iyo sahaminta galaxyada waxay bixin karaan xaddidaadyo ku saabsan wadarta guud ee cufka neutrino. Tani waxay dhameystiraysaa tijaabooyinka shaybaarka ee cabbira cufka neutrino iyada oo loo marayo burburka beta ama oscillations neutrino.
Sidaa darteed, neutrinos waxay tusaale cad u yihiin sida walxaha ay adag tahay in laga helo shaybaarka ay dhab ahaantii uga tagaan raadad lagu baari karo miisaan koonka ah.
Gunaanad: Laba Daaqadood, Hal Xaqiiqo
Fiisigiska walxaha iyo koosmadu waxay si dhab ah u bartaan isla xaqiiqada laba aragtiyood oo kala duwan. Fiisigiska walxaha waxay muujinayaan "xeerarka ciyaarta" ugu aasaasiga ah, halka koosmadu ay muujinayso sida xeerarkaasi u qaabeeyaan taariikhda caalamka. Marka aan isku darno labada, waxaan helnaa faham dhammaystiran: caalamka hore oo ah tijaabo tamar sare leh, maaddada mugdiga ah oo ah dhibaato cusub oo walxaha ah, sicir bararka oo ah dhacdo goob kuntum ah, iyo tamarta mugdiga ah oo ah caqabad ku ah aragtiyaha faaruqinta iyo cufisjiidadka.
Mustaqbalka, horumarka teleskoobyada, qalabka lagu ogaado hirarka cufisjiidadka, sahaminta galaxyada waaweyn, iyo tijaabooyinka walxaha xasaasiga ah ayaa xoojin doona xiriirkan. Xog kasta oo cusub oo cirka iyo shaybaarka ah waxay awood u leedahay inay furto cutubka xiga su'aalo waaweyn: waa maxay sharciyada ugu aasaasiga ah ee dabeecadda, xaggee ayuu caalamku ka yimid, maxaase ugu dambayn ku dhici doona?
