Vad är förhållandet mellan partikelfysik och kosmologi?

Det är en intim relation mellan områdena partikelfysik och kosmologi, som har exemplifierats genom en lång rad av fysiker som arbetar i båda samtidigt: Albert Einstein, Stephen Hawking, Kip Thorne, och många andra. Kosmologi är studiet av universum och dess struktur, medan partikelfysik är studiet av grundläggande partiklar såsom kvarkar och fotoner, de minsta kända objekt. Även vid första de verkar så osammanhängande som något kan vara, kosmologi och partikelfysik är i själva verket nära samman. Till skillnad från komplexa system på jorden, som mycket beskrivas med högre nivå förklaringar snarare än egenskaper som härrör från de lägsta nivåerna, intergalaktiska och kosmologiska fenomen är jämförelsevis enklare. Till exempel i den stora avstånden i rymden, bara en av de fyra naturkrafterna har något verkligt inflytande: allvar. Trots att stjärnor och galaxer ligger mycket långt och många gånger större än oss själva, vi har en anmärkningsvärt exakt bild av hur de fungerar, från grundläggande fysikaliska lagar som direkt sitt konstituerande partiklar.

närmast Domänen för kosmologin anslutna till partikelfysik är studiet av Big Bang, den gigantiska explosion som skapade all materia i universum och rumtiden som universum självt är sammansatt. The Big Bang började som en punkt i nästan oändlig densitet och noll volym: en singularitet. Därefter utökade det snabbt till storleken på en atomkärna, och det är där partikelfysik kommer in. För att förstå hur de tidigaste ögonblicken av Big Bang påverkas universum som det är idag måste vi använda det vi vet om partikelfysik för att skapa rimliga kosmologiska modeller. En av anledningarna till att skapa allt kraftfullare partikelacceleratorer är att göra experiment som simulerar den fysiska omständigheterna så tidigt som möjligt i universums historia, då allt var mycket kompakt och varm. Kosmologer måste vara väl insatt i partikelfysik för att lämna ett betydande bidrag till fältet. En annan nyckel till att förstå sambandet mellan partikelfysik och kosmologi är att titta på studiet av svarta hål. De fysikaliska egenskaperna hos svarta hål är relevanta för den långsiktiga framtid kosmos. Svarta hål är kollapsade stjärnor med sådan oerhörd vikt att inte ens ljus kan undkomma sitt grepp. För ett tag trodde man att svarta hål som avges ingen strålning, och skulle ha varit evigt, en paradox som fysiker. Men Stephen Hawking teori, baserad på insikter från partikelfysik, att svarta hål verkligen avger strålning, som döptes därefter Hawkingstrålning.

Partikelfysik är också ytterst relevant i undersökningar av mörk materia, osynlig fråga vars existens är känd på grund av dess gravitation på synliga området, och mörk energi, en mystisk kraft som genomsyrar universum och orsakar dess expansion att accelerera. Det är centrala frågor i modern kosmologi.


Kommentarer

  • Om oss
  • Reklam
  • Kontakta redaktören
  • Få nyhetsbrev
  • RSS-feed

Redaktör: Beáta Megyesi
Nyheter redaktör: Christiane Schaefer

Kundservice: Mats Schaefer,
Helena Löthman

Tel: +46 00 79 22 00
Fax: +46 00 79 22 01

© Copyright 2014 Debok.net - All rights reserved.