Näkymätön sivilisaatio voi esiintyä aivan nenän alla. Vaikka tiedämme, että tavallinen aine vastaa vain 1/20 maailmankaikkeuden energiasta ja 1/6 aineen kuljettamasta energiasta (ja kaikki muu menee pimeän energian kustannuksella), pidämme tavallista ainetta erittäin tärkeänä komponenttina. Kosmologeja lukuun ottamatta melkein kaikki ihmiset keskittyvät tavalliseen aineeseen, vaikka energian kannalta se ei olekaan niin tärkeä.
Tavallinen asia on meille tietysti kalliimpaa, koska olemme siitä tehty - kuten koko konkreettinen maailma, jossa elämme. Mutta olemme myös kiinnostuneita hänestä hänen vuorovaikutuksensa monipuolisuuden vuoksi. Tavallisen aineen vuorovaikutuksiin sisältyy sähkömagneettinen, heikko ja vahva - ne auttavat ainetta muodostamaan monimutkaisia tiheitä järjestelmiä. Ei vain tähtiä, vaan myös kiviä, valtameriä, kasveja ja eläimiä on olemassa vuorovaikutuksesta vastaavien luonnon ei-gravitaatiovoimien ansiosta. Aivan kuten paljastajaan vaikuttaa alkoholi enemmän kuin oluen muut komponentit, niin tavallinen aine, vaikka sillä on pieni osa energian tiheydestä, vaikuttaa itseensä ja ympäristöön huomattavasti enemmän kuin jotain vain ohi.
Meille tuttua näkyvää ainetta voidaan pitää etuoikeutettuna prosenttina - tarkemmin sanottuna 15% - aineesta. Yritystoiminnassa ja politiikassa 1% ihmisistä vaikuttaa päätöksiin ja sääntöihin, ja loput 99% väestöstä tarjoaa infrastruktuuria ja tukea - ylläpitää rakennuksia, ylläpitää kaupunkeja ja toimittaa ruokaa. Samoin tavallinen aine vaikuttaa melkein kaikkeen, mitä havaitsemme, ja tumma aine, runsaudellaan ja kaikkialla olemisessaan, auttaa muodostamaan klustereita ja galakseja, varmistaa tähtijen muodostumisen, mutta sillä on vähän vaikutusta lähiympäristöömme.
Meitä lähellä olevia rakenteita hallitsee tavallinen asia. Se vastaa kehomme liikkeistä, talouttamme energialähteistä, tietokoneen näytöstä tai paperista, jolla luet tämän, ja melkein kaikesta mitä pystyt kuvittelemaan. Jos jokin toimii vuorovaikutuksessa siten, että se voidaan mitata, se on huomion arvoinen, koska se voi vaikuttaa ympäristöömme.
Yleensä tummalla aineella ei ole tätä mielenkiintoista vaikutusta ja rakennetta. Oletetaan, että tumma aine on liima, joka pitää galakseja ja niiden klustereita amorfisissa pilvissä. Mutta entä jos se ei ole, ja väärinkäsityksiämme aiheuttaa vain puolueellisuus - ja tietämättömyys, puolueellisuuden syy -?
Vakiomallissa on kuusi tyyppiä kvarkeja, kolmen tyyppisiä varautuneita leptoneja (mukaan lukien elektroni), kolmen tyyppisiä neutriinoja, hiukkasia, jotka vastaavat kaikista voimista, ja uutta löydettyä Higgs-bosonia. Entä jos tumman aineen maailma, ehkä ei niin paljon, mutta myös monimuotoista? Tässä tapauksessa tumman aineen vuorovaikutukset ovat vähäisiä, mutta pieni osa siitä on vuorovaikutuksessa sellaisten voimien kanssa, jotka muistuttavat tavallisen aineen voimia. Standardimallin rikas ja monimutkainen hiukkasten ja voimien rakenne on vastuussa monista mielenkiintoisista ilmiöistä. Jos pimeässä aineessa on vuorovaikutteinen komponentti, se voi myös vaikuttaa.
Jos olisimme pimeästä aineesta koostuvia olentoja, olisi väärin uskoa, että kaikki tavallisen aineen hiukkaset ovat samat. Ehkä tavallisesta aineesta tehdyt ihmiset tekevät saman virheen. Kun otetaan huomioon SM-hiukkasfysiikan monimutkaisuus, joka kuvaa meille tiedossa olevia yksinkertaisimpia aineosia, vaikuttaa outolta olettaa, että kaikki tumma aine koostuu vain yhden tyyppisistä hiukkasista. Miksi ei oletettaisi, että osa siitä on omien vuorovaikutustensa alaista?
Tässä tapauksessa, kuten tavallinen aine koostuu erityyppisistä hiukkasista, ja koska kaikki nämä perusosat ovat vuorovaikutuksessa eri varausyhdistelmien kanssa, myös pimeällä aineella on erilaiset rakenneosat - ja ainakin yksi tyyppi sellaisista hiukkasista osallistuu ei-painovoimaiseen vuorovaikutukseen … Sähkövoima tai voimakas vuorovaikutus eivät vaikuta SM-neutriinoihin, toisin kuin kuusi kvarkkityyppiä.
Mainosvideo:
Samoin on mahdollista, että yhden tyyppiset tumman aineen hiukkaset ovat heikosti tai eivät ole vuorovaikutuksessa minkään muun kanssa painovoiman kautta, mutta noin 5% hiukkasista kokee muita vuorovaikutuksia. Tavallisen aineen tutkimuksen perusteella voimme sanoa, että tämä vaihtoehto on todennäköisempi kuin tavallinen oletus yhden heikosti vuorovaikutuksessa olevan hiukkasen esiintymisestä.
Ulkomaisten suhdetoiminnan ihmisten on virhe yrittää yhdistää toisen maan kulttuuria ja jättää huomiotta tosiasia, että siinä voi olla monimuotoisuutta, mikä on heidän oman maansa kannalta ilmeistä. Aivan kuten hyvä neuvottelija ei ota yhteiskunnan jonkin sektorin etusijaa yrittäessään vertailla erilaisia kulttuureja, puolueettoman tiedemiehen ei pidä olettaa, että tumma aine ei ole yhtä mielenkiintoinen kuin tavallinen aine ja että siitä puuttuu erilaisia aineita, samanlaisia kuin mitä meillä on.
Suosittu tiedekirjailija Corey S. Powell, joka raportoi Discover-lehden tutkimuksestasi, aloitti artikkelin sanomalla, että hän oli "kevyt-šovinisti" - ja että olemme kaikki. Hän tarkoitti, että meidän mielestämme tiedämämme asia on tärkeämpi ja siksi monimutkaisempi ja mielenkiintoisempi. Kopernikalainen vallankumous kumosi hyvin samanlaiset näkemykset. Mutta useimmat ihmiset vaativat, että heidän näkemyksensä ja uskomme tärkeyteemme vastaavat todellista maailmaa.
Monet tavallisen aineen komponentit ovat vuorovaikutuksessa eri tavoin ja vaikuttavat maailmaan eri tavoin. Joten ehkä tummassa aineessa on erilaisia hiukkasia, joilla on erilainen käyttäytyminen ja jotka vaikuttavat maailmankaikkeuden rakenteeseen mitattavissa olevalla tavalla.
Kun aloin tutkia osittain vuorovaikutuksessa olevaa tummaa ainetta, ihmettelin, että melkein kukaan ei ajatellut sitä tosiasiaa, että olettamus, että vain tavallisella aineella on erilaisia hiukkastyyppejä ja vuorovaikutusta, on ylimielinen harha. Jotkut fyysikot ovat yrittäneet analysoida malleja, kuten "peilipimeä aine", jossa tumma aine toistaa kaiken, mikä on tavallista. Mutta sellaiset esimerkit ovat eksoottisia. Niiden seurauksia on vaikea yhdistää siihen, mitä tiedämme.
Useat fyysikot ovat tutkineet enemmän viestinnän malleja tumman aineen vuorovaikutuksesta. Mutta he myös olettivat, että kaikki tumma aine on sama ja tapahtuu samoissa vuorovaikutuksissa. Kukaan ei myöntänyt yksinkertaista mahdollisuutta, että vaikka suurin osa tummasta aineesta ei ole vuorovaikutuksessa tavallisen aineen kanssa, pieni osa siitä voi tehdä niin.
Yksi syy tähän on ymmärrettävä. Useimmat ihmiset uskovat, että uudentyyppinen tumma aine ei vaikuta suurimpaan osaan havaittuihin ilmiöihin, jos se on vain pieni osa tummaa ainetta. Emme ole vielä voineet havaita tumman aineen tärkeintä komponenttia, ja näyttää siltä, että ennenaikaista käsitellä sen pientä komponenttia.
Mutta jos muistamme, että tavallinen aine kuljettaa vain 20% pimeän energiasta, kun taas suurin osa meistä huomauttaa vain sen, voimme ymmärtää, missä tämä logiikka on väärässä. Aine, joka on vuorovaikutuksessa voimakkaampien ei-gravitaatiovoimien kautta, voi olla mielenkiintoisempaa ja vaikuttavampaa kuin heikoimmin vuorovaikutuksessa oleva aine.
Tämä on totta tavallisessa asiassa. Se on liian voimakas pienestä määrästä huolimatta, koska se kutistuu tiheiksi levyiksi, joista tähdet, planeetat, maa ja elämä voivat muodostua. Pimeän aineen varautunut komponentti - vaikka sitä ei ehkä olekaan niin paljon - voi myös kutistua ja muodostaa levyjä, kuten Linnunradan näkyvä levy. Se voi tiivistyä jopa esineiksi, jotka näyttävät tähdiltä. Periaatteessa tällainen rakenne voidaan havaita, ja ehkä se on jopa helpompaa tehdä kuin tavallinen kylmä pimeä aine, joka on hajallaan valtavaan pallomaiseen halogeeniin.
Tällä tavoin mahdollisuuksien lukumäärä kasvaa nopeasti. Loppujen lopuksi sähkömagneetismi on vain yksi monista ei-gravitaatioon liittyvistä vuorovaikutuksista, joita hiukkaset kokevat standardimallissa. Sen voiman lisäksi, joka sitoo elektroneja ytimiin, SM-hiukkaset kokevat heikkoja ja voimakkaita ydinvuorovaikutuksia. Tavallisen aineen maailmassa voi olla myös muita vuorovaikutuksia, mutta ne ovat niin heikkoja käytettävissä olevissa energioissa, että kukaan ei ole vielä havainnut niitä. Mutta jopa kolmen ei-gravitaatiovuorovaikutuksen läsnäolo viittaa siihen, että ei-gravitaatiovuorovaikutuksia voi olla myös pimeässä sektorissa pimeän sähkömagneettisuuden lisäksi.
Ehkä sähkömagneettisten voimien kaltaisten voimien lisäksi tumma-aineeseen vaikuttavat myös ydinvoimat. On mahdollista, että tummasta tähdestä voi muodostua tummia tähtiä, joissa tapahtuu ydinreaktioita, joiden seurauksena muodostuu rakenteita, jotka käyttäytyvät tavallisen aineen tapaan enemmän kuin tumma aine, jonka olen tähän mennessä kuvaillut. Tässä tapauksessa tumma levy voi sisältää tummia tähtiä, joita ympäröivät tummat atomit sisältävät planeetat. Tummalla aineella voi olla sama monimutkaisuus kuin tavallisella aineella.
Osittain vuorovaikutuksessa oleva tumma aine tarjoaa hedelmällisen pohjan spekulointiin ja inspiroi meitä tutkimaan mahdollisuuksia, joita emme muuten olisi tutkineet. Kirjailijat ja elokuvantekijät saattavat löytää nämä kaikki lisävoimat ja seuraukset pimeässä sektorissa piilevistä erittäin houkuttelevista. He saattavat jopa ehdottaa tumman elämän olemassaoloa rinnakkain meidän kanssamme. Tässä tapauksessa muiden animoitujen olentojen kanssa taistelevien tai harvoissa tapauksissa heidän kanssaan työskentelevien tavanomaisten animoitujen olentojen sijaan tumman aineen olennot voisivat marssia näytön poikki, mikä vetäisi koko toiminnan itseensä.
Mutta se ei olisi niin mielenkiintoista katsella. Ongelmana on, että elokuvantekijöillä olisi ollut vaikea kuvata tummaa elämää, joka on meille näkymätön. Vaikka olisikin pimeitä olentoja, emme tietäisi siitä. Et ehkä tiedä kuinka söpö tumma elämä voi olla - ja melkein varmasti et.
Vaikka on hauskaa spekuloida pimeän elämän mahdollisuuksista, on paljon vaikeampaa selvittää, kuinka sitä tarkkailla - tai ainakin havaita sen olemassaolo epäsuoran näytön avulla. Elämää on melko vaikea löytää, joka koostuu samoista komponenteista kuin mekin, vaikka ekstrasolaaristen planeettojen etsintä on käynnissä. Mutta todiste tumman elämän olemassaolosta, jos se on olemassa, on vielä vaikeampaa kuin todistus tavallisen elämän olemassaolosta kaukaisissa maailmoissa.
Viime aikoina olemme voineet havaita painovoima-aaltoja, jotka ovat peräisin valtavista mustista reikistä. Meillä ei käytännössä ole mahdollisuutta havaita tumman olennon tai koko tummien olentojen armeijaa, riippumatta siitä, kuinka lähellä ne ovat.
Ihannetapauksessa haluaisin jotenkin kommunikoida tämän uuden alan kanssa. Mutta jos tunnetut voimat eivät vaikuta tähän uuteen elämään, niin ei tapahdu. Vaikka jaamme painovoiman heidän kanssaan, tällainen yksittäisen esineen tai elämänmuodon vaikutus olisi liian heikko havaitsemista varten. Vain erittäin suuret esineet, kuten Linnunradan tasossa oleva levy, voivat tuottaa havaittuja vaikutuksia.
Pimeitä esineitä tai tummaa elämää voi olla hyvin lähellä meitä - mutta jos tumman aineen kokonaismäärä on pieni, emme tiedä siitä. Jopa modernin tekniikan tai minkä tahansa tekniikan avulla voimme kuvitella, vain hyvin erityiset ominaisuudet voidaan testata.”Varjo-elämällä”, niin jännittävällä kuin se on, ei todennäköisesti ole konkreettisia seurauksia, ja se voi olla viettelevä, mutta saavuttamaton tilaisuus. Mutta pimeä elämä on hyvin löysä oletus. Tutkijoilla ei ole mitään ongelmia sen luomisessa, mutta universumilla on paljon enemmän esteitä tähän. Ei ole selvää, mitkä kemiallisen vuorovaikutuksen variantit kykenevät tukemaan elämää, ja emme tiedä, millaista ympäristöä tarvitaan sellaisille muunnoksille, jotka kykenevät siihen.
Siitä huolimatta, periaatteessa, pimeää elämää voi olla olemassa, suoraan nenämme alla. Mutta ilman voimakkaampaa vuorovaikutusta maailmanmaailman kanssa, se voi pitää hauskaa, taistella, olla aktiivinen tai passiivinen - emmekä koskaan tiedä siitä. Mielenkiintoista on kuitenkin se, että kun pimeässä maailmassa on vuorovaikutusta, olipa kyse elämästä vai ei, ne voivat vaikuttaa rakenteeseen mitattavissa olevalla tavalla. Ja sitten voimme oppia paljon enemmän pimeästä maailmasta.