ลิซ่า แรนดัลล์ จากเรื่อง Dark Matter และ Dinosaurs สสารมืดและไดโนเสาร์

ตามทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการ การตายของไดโนเสาร์นั้นเกิดจากดาวเคราะห์น้อยขนาดยักษ์ เมื่อกระแทกพื้น มนุษย์ต่างดาวในอวกาศได้สร้าง Armageddon ที่แท้จริงบนโลกโดยไม่มีโอกาสรอด

พายุโคลนและน้ำปริมาณมหาศาล ทำให้ท้องฟ้ามืดครึ้ม ฉีกเมฆและต้นไม้อายุหลายร้อยปีให้แตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย องค์ประกอบที่กลืนกินทั้งหมดของความโกลาหลสากลกวาดไปทั่วโลกด้วยพลังที่ไม่สามารถควบคุมได้ - มันเป็นไปไม่ได้ที่จะอยู่รอดในภัยพิบัติครั้งนี้

แต่ไม่ว่าภัยพิบัติจะรุนแรงขนาดไหนสิ่งที่เรียกว่าสามคืนสามดาวเคราะห์น้อยหนึ่งดวงก็ยังเป็น ขนาดใหญ่ไม่สามารถเอาชนะมาสโตดอนทั้งหมดของสัตว์โลกในเวลานั้นได้เพียงลำพัง นั่นคือเหตุผลที่ทฤษฎีนี้ได้รับการสนับสนุนจากการชนของดาวเคราะห์น้อยหลายครั้ง ถูกกล่าวหาว่าในช่วงเวลาอันห่างไกลเหล่านั้น - ประมาณ 65 ล้านปีก่อน โลกของเราถูกโจมตีอย่างโหดร้ายจากอวกาศอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน เป็นการทิ้งระเบิดดาวเคราะห์น้อยจริงๆ!

หากตอนนี้เราอยู่ในจุดของผู้สังเกตการณ์สมมุติ เราจะเห็นว่าท้องฟ้า "ไหม้" และส่งเสียงคำรามอย่างไร ชั้นโลกลอยขึ้นสู่ท้องฟ้าอย่างไร มันเป็นการที่ดาวเคราะห์น้อยเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลก - ไฟและเสียงคำรามเกิดจากมนุษย์ต่างดาวในอวกาศที่ติดไฟได้ เราจะได้เห็นคบเพลิงขนาดใหญ่ที่มีหางที่ลุกเป็นไฟพุ่งเข้าหาโลกด้วยความกระหายที่จะทำลายล้าง

และบนพื้น สัตว์ที่หวาดกลัวก็โห่ร้องและคำรามโดยไม่รู้ว่าจะพักที่ไหน มันเป็นความสยองขวัญและความสับสนวุ่นวายที่เกิดจากกองกำลังสวรรค์ - สัตว์ตัวเล็ก ๆ ตายอยู่ใต้เท้าของสัตว์ใหญ่ที่สำลักด้วยโคลน

แน่นอนว่าทุกอย่างอาจแตกต่างกัน แต่ตอนนี้เราจะพิจารณาทฤษฎีที่มีลักษณะเป็นวัฏจักร นั่นคือปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ตามเวลา และอาจเป็นไปได้ว่าช่วงเวลาแห่งความหายนะจะตกอยู่กับเรา ไม่ใช่กับใครคนหนึ่งในโลกในอดีต

ไดโนเสาร์ถูกฆ่าด้วยสสารดำหรือไม่?

มีสมมติฐานมากมายว่าทำไมไดโนเสาร์ถึงสูญพันธุ์ และน่าสงสัยว่าอย่างน้อยหนึ่งคนจะได้รับการยืนยันโดยปราศจากจุดสังเกตสมมุติถึงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในสมัยนั้น นอกจากนี้ สมมติฐานที่เสนอยังมีอิทธิพลระดับโลก และไม่เพียงแต่ในแง่ของดาวเคราะห์ของเราเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระบบดาวทั้งหมดด้วย!

ภาพรวมที่น่าสนใจเกี่ยวกับประวัติศาสตร์การตายของไดโนเสาร์และความหายนะในช่วงหลายปีที่ผ่านมาถูกนำเสนอเพื่อการอภิปรายโดยนักฟิสิกส์สองคนจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ตามที่นักทฤษฎี Lisa Randall และ Matthew Rees กล่าวว่า "สสารมืด" ลึกลับกำลังซ่อนอยู่เบื้องหลังการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของประชากรสัตว์ การดำรงอยู่ของสิ่งนั้นสามารถกำหนดได้โดยอิทธิพลของมันต่อสนามโน้มถ่วงและปรากฏการณ์อื่น ๆ ที่มันสร้างขึ้นเท่านั้น

จากการสังเกตของนักฟิสิกส์ เมื่อเทียบกับระนาบของกาแลคซีของเรา เมื่อทำมุมเล็กน้อยกับมัน มีดิสก์ "สสารมืด" ที่มีลักษณะคล้ายแพนเค้กแบนอยู่ ยิ่งไปกว่านั้น ไม่เหมือนกับวัตถุอื่นๆ ในกาแลคซีที่ประกอบด้วย "สสารธรรมดา" จานหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน เห็นได้ชัดว่าระบบดาวฤกษ์รวมถึงระบบสุริยะของเราซึ่งเป็นผู้เข้าร่วมในกลไกท้องฟ้าตัดกับดิสก์ "สสารมืด" ที่หนาแน่นเป็นระยะ

และดังที่เราเข้าใจ การพบกันของสสารสองชนิด - ธรรมดาและความมืด - ทำให้เกิดการรบกวนจากแรงโน้มถ่วงมหาศาล สิ่งนี้ปลุกพลังอันทรงพลังที่ทำให้วัตถุในอวกาศสูญเสียความมั่นคง แน่นอนว่านี่ไม่เพียงพอที่จะ "โยน" ดาวเคราะห์ออกจากวงโคจร แต่แถบดาวเคราะห์น้อยและดาวหางภายใต้อิทธิพลของแรงที่ใช้นั้นเริ่ม "เป็นไข้" อย่างมาก

ผลจากการประชุมดังกล่าว ดาวเคราะห์น้อยและดาวหางที่สูญเสียวิถีการบินของตัวเองจะถูกส่งไปยังระบบสุริยะ การโจมตีดาวเคราะห์น้อยที่คล้ายกันอาจเกิดขึ้นเมื่อ 65 ล้านปีก่อน “นั่นคือสิ่งที่เราสังเกตเห็น โดยยืนอยู่ ณ จุดสมมุติและเฝ้าดูกระแสดาวเคราะห์น้อยพุ่งผ่านระบบของเรา
จากนั้นดาวเคราะห์น้อยก็ "โยน" เข้าไปในระบบสุริยะก็โจมตีดาวเคราะห์ด้วยการชนดาวเคราะห์น้อยและอุกกาบาต โลกก็ถูกกระแทกอย่างหนักเช่นกัน ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้จำนวนประชากรบนโลกลดลงอย่างรวดเร็ว และไดโนเสาร์ก็หยุดดำรงอยู่เป็นสายพันธุ์โดยสิ้นเชิง - รวมถึงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างกะทันหัน

ความหนาแน่นของกระแสดาวเคราะห์น้อยที่พุ่งชนโลกอาจสูงมากจนกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก ภายในกรอบของทฤษฎีที่เสนอ ซึ่งรวมถึงทฤษฎีที่อธิบายการหายตัวไปของประชากรบางกลุ่ม มีการศึกษาหลุมอุกกาบาตหลายแห่งบนพื้นผิวโลก จากผลการศึกษา Lisa Randall และ Matthew Rees สามารถคำนวณวัฏจักรของ "การทิ้งระเบิด" ในอวกาศได้ซึ่งมีคาบซึ่งอยู่ในช่วงเวลาตั้งแต่ 25 ถึง 35 ล้านปี

ดิสก์ของ "สสารมืด"

ในปัจจุบันแม้จะมีความสอดคล้องกันของทฤษฎีที่เสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ของ Harvard เกี่ยวกับกระบวนการระดับโลกที่เกิดจากอิทธิพลของดิสก์ของ "สสารมืด" แต่ก็มีความยากลำบากอยู่บ้าง ในแง่หนึ่ง การมีอยู่ของดิสก์สสารมืดทำให้เกิดความสงสัยในหมู่นักวิทยาศาสตร์ เนื่องจากการมีอยู่ของมันยังไม่ได้รับการพิสูจน์

แต่ในขณะเดียวกัน - โอ้ นี่คือ "แต่" - ในขณะที่ศึกษาเหตุการณ์ในอวกาศ นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นว่ามีรังสีชนิดผิดปกติเล็ดลอดออกมาจากทางช้างเผือก ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าอะไรสามารถอธิบายลักษณะของกระบวนการชนกันของสสารสองประเภทที่เกิดขึ้นที่นั่นได้

ชีวประวัติ

แรนดัลล์เกิดที่นิวยอร์ก ในปีพ.ศ. 2523 เธอสำเร็จการศึกษาจากโรงเรียนสตุยเวสันต์ ซึ่งเธอได้ศึกษาร่วมกับนักทฤษฎีสตริงและผู้เผยแพร่วิทยาศาสตร์ในอนาคต เธอได้รับปริญญาเอกสาขาฟิสิกส์ อนุภาคมูลฐานในปี 1987

แรนดัลได้รับเลือกให้เป็น Fellow ในปี 2004 และ Fellow ในปี 2008

ในปี 2550 Lisa Randall ถูกรวมอยู่ในรายชื่อนักวิทยาศาสตร์และนักคิดของนิตยสาร

บรรณานุกรม

• ทางเดินที่บิดเบี้ยว: เปิดเผยมิติที่ซ่อนอยู่ของจักรวาล - นิวยอร์ก: Ecco, 2548 - 512 น. - ISBN 0-06-053108-8, ISBN 978-0-06-053108-9 (แปลเป็นภาษารัสเซียได้: ลิซ่า แรนดัลล์ข้อความที่บิดเบี้ยว เจาะลึกเข้าไปในความลับของมิติที่ซ่อนอยู่ของอวกาศ - URSS, Librocom, 2011 - 400 หน้า - ISBN 978-5-397-01371-0, ISBN 978-5-453-00015-9)
• เคาะประตูสวรรค์: ฟิสิกส์และการคิดทางวิทยาศาสตร์ส่องสว่างจักรวาลและโลกสมัยใหม่อย่างไร - เอคโก้. 2554 - 464 น. - ไอ 0-06-172372-X, ไอ 978-0-06-172372-8

โอเปร่าของนักแต่งเพลงเขียนไว้ในบทเพลง Hypermusic Prologue โอเปร่าที่ฉายใน Seven Planes( - , แสดงในปี 2551 ดำเนินการ จดทะเบียนกับบริษัทออสเตรีย ไครอส).

หมายเหตุ

ลิงค์

• ชีวประวัติบนเว็บไซต์มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด (ภาษาอังกฤษ)

หมวดหมู่:

• บุคลิกภาพตามลำดับตัวอักษร
• นักวิทยาศาสตร์ตามตัวอักษร
• เกิดวันที่ 18 มิถุนายน
• เกิดเมื่อปี พ.ศ. 2505
• เกิดในควีนส์
• นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีของสหรัฐอเมริกา
• สมาชิกของ American Academy of Arts and Sciences
• สมาชิกและสมาชิกที่สอดคล้องกัน สถาบันการศึกษาแห่งชาติวิทยาศาสตร์สหรัฐอเมริกา

หนังสือเล่มอื่นๆ ในหัวข้อที่คล้ายกัน:

ผู้เขียน	หนังสือ	คำอธิบาย	ปี	ราคา	ประเภทหนังสือ
แรนดัลล์ ลิซ่า		สสารมืดมีอะไรเหมือนกันกับไดโนเสาร์ซึ่งครองโลกมาหลายล้านปีแล้วสูญพันธุ์ไปทันที เชื่อกันว่าสาเหตุการเสียชีวิตเกิดจากการชนกับดาวหาง อย่างไรก็ตาม... - Alpina Non-fiction, นิยาย	2017	545	หนังสือกระดาษ
แรนดัลล์, ลิซ่า		สสารมืดมีอะไรเหมือนกันกับไดโนเสาร์ซึ่งครองโลกมาหลายล้านปีแล้วสูญพันธุ์ไปทันที เชื่อกันว่าสาเหตุการเสียชีวิตของพวกเขาเกิดจากการชนกับดาวหาง อย่างไรก็ตาม... - สารคดี Alpina (รูปแบบ: 215.00 มม. x 142.00 มม. x 30.00 มม., 506 หน้า)	2017	587	หนังสือกระดาษ
แรนดัลล์ แอล.	สสารมืดและไดโนเสาร์ ความเชื่อมโยงอันน่าทึ่งของเหตุการณ์ในจักรวาล	สสารมืดมีอะไรเหมือนกันกับไดโนเสาร์ซึ่งครองโลกมาหลายล้านปีแล้วสูญพันธุ์ไปทันที เชื่อกันว่าสาเหตุการเสียชีวิตเกิดจากการชนกับดาวหาง อย่างไรก็ตาม... - สารคดี Alpina (รูปแบบ: เคลือบเงาแข็ง, 506 หน้า)	2017	535	หนังสือกระดาษ
แรนดัลล์ ลิซ่า	สสารมืดและไดโนเสาร์ ความเชื่อมโยงอันน่าทึ่งของเหตุการณ์ในจักรวาล	สสารมืดมีอะไรเหมือนกันกับไดโนเสาร์ซึ่งครองโลกมาหลายล้านปีแล้วสูญพันธุ์ไปทันที เชื่อกันว่าสาเหตุการเสียชีวิตเกิดจากการชนกับดาวหาง อย่างไรก็ตาม... - สารคดี Alpina (รูปแบบ: 60x90/16 (~145x215 มม.) 512 หน้า) นิยาย	2017	683	หนังสือกระดาษ
ลิซ่า แรนดัลล์	สสารมืดและไดโนเสาร์ ความเชื่อมโยงอันน่าทึ่งของเหตุการณ์ในจักรวาล	สสารมืดมีอะไรเหมือนกันกับไดโนเสาร์ซึ่งครองโลกมาหลายล้านปีแล้วสูญพันธุ์ไปทันที เชื่อกันว่าสาเหตุการเสียชีวิตเกิดจากการชนกับดาวหาง อย่างไรก็ตาม... - สารคดี Alpina (รูปแบบ: 60x90/16 (~145x215 มม.) 512 หน้า)	2017	348	หนังสือกระดาษ
ลิซ่า แรนดัลล์	สสารมืดและไดโนเสาร์ ความเชื่อมโยงอันน่าทึ่งของเหตุการณ์ในจักรวาล	สสารมืดมีอะไรเหมือนกันกับไดโนเสาร์ซึ่งครองโลกมาหลายล้านปีแล้วสูญพันธุ์ไปทันที เชื่อกันว่าสาเหตุการเสียชีวิตของพวกเขาเกิดจากการชนกับดาวหาง อย่างไรก็ตาม... - (รูปแบบ: 60x90/16 (~145x215 มม.), 512 หน้า)	2016	449	หนังสือกระดาษ
ลิซ่า แรนดัลล์	สสารมืดและไดโนเสาร์: ความเชื่อมโยงที่น่าประหลาดใจของเหตุการณ์ในจักรวาล	สสารมืดมีอะไรเหมือนกันกับไดโนเสาร์ซึ่งครองโลกมาหลายล้านปีแล้วสูญพันธุ์ไปทันที พิจารณาแล้ว - สารคดี Alpina (รูปแบบ: 60x90/16 (~145x215 มม.) 512 หน้า)	2017	379	หนังสือกระดาษ

นักฟิสิกส์ Lisa Randall เชื่อว่าสสารมืดฆ่าไดโนเสาร์ได้

เราไม่สามารถมองเห็นหรือรู้สึกได้ แต่ ลิซ่า แรนดัลล์เชื่อว่าสสารมืดสามารถอธิบายจักรวาลของเราได้มากมาย รวมถึงการตายของไดโนเสาร์ด้วย แต่ผู้ชื่นชอบดาราศาสตร์ทุกคนรู้ดีว่าสสารมืดเป็นสิ่งที่เข้าใจยากมาก

เราไม่เห็น เราไม่ได้ยิน เราไม่รู้สึก เราไม่รู้ว่ามันรสหรือกลิ่นอะไร แม้จะมีอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนที่สุดในโลก แต่เราก็ยังไม่ได้รับหลักฐานว่าสสารรูปแบบที่มีการตั้งสมมติฐานมายาวนานนี้มีอยู่จริง แม้ว่าเชื่อกันว่าจักรวาลเต็มไปด้วยสสารมืดก็ตาม

แต่หากไม่มีข้อสงสัยอีกต่อไปว่าการดำรงอยู่ของมัน ยังคงมีคำถามมากมายเกี่ยวกับสสารมืด รวมถึงประเภทของอนุภาคที่ถูกสร้างขึ้นด้วย และร่วมกับนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำคนอื่นๆ ลิซ่า แรนดอลล์ นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดพยายามตอบคำถามเหล่านี้

ไม่นานมานี้ บรรณาธิการอาวุโสด้านวิทยาศาสตร์ของ Huffington Post ได้พูดคุยกับ Randall และผลลัพธ์ก็คือการสัมภาษณ์ที่น่าสนใจที่เราจะแบ่งปันกับคุณ เป็นเรื่องน่าสนใจเสมอที่จะได้ยินความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับหัวข้อของเขาและแม้กระทั่ง ภาษาที่สามารถเข้าถึงได้.

สสารมืดคืออะไร?

มันเป็นรูปแบบหนึ่งของสสารที่เข้าใจยากซึ่งมีปฏิกิริยาผ่านแรงโน้มถ่วงเช่นเดียวกับสสารปกติ แต่ไม่ปล่อยหรือดูดซับแสง สสารมืดดูเหมือนจะมีอยู่ทุกที่ในจักรวาล แต่เราไม่ได้รับรู้มันโดยตรง: ผ่านอิทธิพลโน้มถ่วงของมันเท่านั้น เนื่องจากมันมีปฏิสัมพันธ์กับสสารธรรมดาที่เราคุ้นเคยน้อยมาก

สสารมืดประกอบด้วยอะตอมหรือไม่?

เลขที่ มันไม่ได้ประกอบด้วยอะตอมหรือแม้แต่อนุภาคมูลฐานที่คุ้นเคย เช่น โปรตอนและอิเล็กตรอน ซึ่งมีประจุและมีปฏิกิริยากับแสง อย่างไรก็ตาม อาจเป็นไปได้ว่าสสารมืดประกอบด้วยอนุภาคที่มีมวลเทียบได้กับอนุภาคที่เรารู้จัก หากสิ่งนี้เป็นจริง และหากอนุภาคเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เราคาดเดาได้ อนุภาคสสารมืดนับพันล้านจะเคลื่อนผ่านเราแต่ละคนทุก ๆ วินาที แต่ไม่มีใครสังเกตเห็นสิ่งนี้

ถ้ามันมองไม่เห็นทำไมเราถึงเรียกว่า "มืด"?

บางทีสสารมืดอาจจะเรียกว่า "สสารโปร่งใส" ได้ดีกว่า โดยปกติแล้ว เราเรียกว่า "ความมืด" ซึ่งดูดซับแสงได้ เช่น เสื้อเชิ้ตหรือแจ็กเก็ตสีดำ แต่ในกรณีของสสารมืด แสงก็ส่องผ่านเข้าไปได้

เราจะรู้ได้อย่างไรว่ามีสสารมืดอยู่?

เรารู้ว่ามันอยู่ที่นั่นเพราะเราเห็นผลกระทบที่มีต่อดวงดาวและกาแล็กซี ด้วยกล้องโทรทรรศน์และเครื่องมืออื่นๆ เราจะเห็นว่าสิ่งอื่นนอกเหนือจากแรงโน้มถ่วงของดวงดาวและกาแล็กซีที่เราสังเกตเห็นนั้นมีอิทธิพลต่อการเคลื่อนที่ของดวงดาวและกาแล็กซีเหล่านั้น

สสารมืดส่งผลต่อการขยายตัวของเอกภพ เส้นทางที่รังสีแสงใช้มายังเราจากวัตถุที่อยู่ห่างไกล และปรากฏการณ์อื่น ๆ อีกมากมายที่วัดผลได้ซึ่งทำให้เราเชื่อว่ามีสสารมืดอยู่ เรารู้เกี่ยวกับสสารมืดและการดำรงอยู่โดยสัมบูรณ์ของมันโดยการวัดผลกระทบของแรงโน้มถ่วง

สมมติฐานเรื่องสสารมืดถูกเสนอครั้งแรกเมื่อหลายสิบปีก่อน บอกเราเกี่ยวกับเรื่องนี้

สมมติฐานเรื่องสสารมืดถูกเสนอครั้งแรกในปี พ.ศ. 2476 โดย Fritz Zwicky นักดาราศาสตร์ชาวสวิสแห่งสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย เขาเกิดแนวคิดนี้ขึ้นมาหลังจากสังเกตความเร็วของดวงดาวในกลุ่มกาแลคซีขนาดยักษ์ที่มีแรงโน้มถ่วงดึงดูดเรียกว่ากระจุกดาวโคมา แรงโน้มถ่วงจำนวนหนึ่งเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันไม่ให้ดาวฤกษ์ที่เคลื่อนที่เร็วในกระจุกดาวบินหนีไป

และจากการคำนวณความเร็วของดวงดาว Zwicky คำนวณว่าปริมาณมวลที่กระจุกดาวต้องมีแรงโน้มถ่วงที่จำเป็นนั้นมากกว่าการมีส่วนร่วมของมวลส่องสว่างที่วัดได้ 400 เท่า นั่นคือสสารที่เปล่งแสง เพื่ออธิบายถึงเรื่องพิเศษทั้งหมดนี้ Zwicky ได้เสนอการมีอยู่ของสิ่งที่เขาเรียกว่า dunkle materie ซึ่งแปลว่า "สสารมืด" ในภาษาเยอรมัน

แม้จะมีข้อสังเกตครั้งแรกเหล่านี้ เป็นเวลานานโดยพื้นฐานแล้วสสารมืดถูกละเลย (และการประมาณค่าสสารที่หายไปของเขานั้นใหญ่เกินไป) แต่แนวคิดนี้ฟื้นขึ้นมาอีกครั้งในทศวรรษปี 1970 เมื่อนักดาราศาสตร์สังเกตการเคลื่อนที่ของกาแลคซีบริวาร ซึ่งเป็นกาแลคซีขนาดเล็กในบริเวณใกล้เคียงกับกาแลคซีขนาดใหญ่ ซึ่งสามารถอธิบายได้เมื่อมีสสารที่มองไม่เห็นเพิ่มเติมเท่านั้น ข้อสังเกตเหล่านี้และข้อสังเกตอื่นๆ ได้นำสสารมืดมาสู่ขอบเขตของการวิจัยอย่างจริงจัง

แต่สถานะของมันได้รับการปรับปรุงอย่างมากในช่วงทศวรรษ 1970 โดยผลงานของ Vera Rubin นักดาราศาสตร์ที่สถาบันคาร์เนกีในวอชิงตัน รูบินและเพื่อนร่วมงานของเธอ เคนท์ ฟอร์ด พบว่าอัตราการหมุนของดาวฤกษ์ส่วนใหญ่เท่ากันที่ระยะห่างจากใจกลางกาแลคซี นั่นคือดวงดาวหมุนรอบด้วยความเร็วคงที่แม้จะอยู่ไกลจากบริเวณที่มีสสารส่องสว่างก็ตาม คำอธิบายเดียวที่เป็นไปได้คือมีสสารที่ไม่สามารถติดตามได้ที่ช่วยยึดดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไปซึ่งเคลื่อนที่เร็วกว่าที่คาดไว้

การค้นพบที่น่าทึ่งของนักวิจัยเหล่านี้คือสสารธรรมดามีเพียงหนึ่งในหกของมวลที่จำเป็นในการคงดาวฤกษ์ไว้ในวงโคจร การสังเกตการณ์ของพวกเขาถือเป็นหลักฐานที่น่าสนใจที่สุดเกี่ยวกับสสารมืดจนถึงปัจจุบัน

สถานะของความรู้เกี่ยวกับสสารมืดในปัจจุบันเป็นอย่างไร?

นักวิทยาศาสตร์มีความก้าวหน้าอย่างมากในการทำความเข้าใจสสารมืด แต่คำถามสำคัญยังคงอยู่ สำหรับนักวิจัยเช่นฉัน นี่เป็นสถานการณ์ที่เหมาะสมที่สุด บางทีอาจกล่าวได้ว่านักฟิสิกส์ที่ศึกษาเรื่อง "ความมืด" กำลังมีส่วนร่วมในการปฏิวัติโคเปอร์นิกันในรูปแบบที่เป็นนามธรรมมากขึ้น โลกไม่เพียงแต่ไม่ได้เป็นศูนย์กลางทางกายภาพของจักรวาลเท่านั้น แต่ยังเป็นศูนย์กลางของเราด้วย สภาพร่างกายห่างไกลจากความเป็นศูนย์กลางไปสู่เรื่องส่วนใหญ่

การระบุองค์ประกอบพื้นฐานที่สุดของสสารธรรมดานั้นเป็นเรื่องยาก แต่การวิจัยเกี่ยวกับมันนั้นตรงไปตรงมามากกว่าการวิจัยเกี่ยวกับสสารมืดที่อยู่รอบตัวเรามาก แม้ว่าปฏิสัมพันธ์ของมันจะมีจุดอ่อน แต่ในอีก 10 ปีข้างหน้านักวิทยาศาสตร์ก็มีโอกาสที่แท้จริงในการระบุและระบุธรรมชาติของสสารมืด และเมื่อสสารมืดสะสมอยู่ในกาแลคซีและโครงสร้างอื่นๆ การสังเกตการณ์กาแลคซีและจักรวาลที่กำลังจะเกิดขึ้นจะช่วยให้นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์สามารถศึกษามันในรูปแบบใหม่ได้

การค้นพบใหม่เกี่ยวกับสสารมืดบอกอะไรเราได้บ้างเกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาล

ไม่มีใครรู้ว่าจักรวาลเริ่มต้นอย่างไร และการทำความเข้าใจสสารมืดก็ไม่ได้ทำให้เรามีแนวคิดใหม่ๆ เสมอไป แต่การมีอยู่ของสสารมืดช่วยให้เราเข้าใจว่าจักรวาลวิวัฒนาการมาอย่างไร และโครงสร้างเช่นกาแลคซีก่อตัวอย่างไร หากสสารมืดมีคุณสมบัติพิเศษ ก็อาจจะสะท้อนออกมาในขนาดและการกระจายของกาแลคซีได้

แล้วการมีอยู่ของจักรวาลหลายแห่ง - สิ่งที่เรียกว่าลิขสิทธิ์ล่ะ?

สสารมืดและจักรวาลหลายแห่งไม่เกี่ยวข้องกันจริงๆ เรารู้เกี่ยวกับสสารมืดจากผลกระทบต่อการขยายตัวของจักรวาลควบคู่ไปกับสิ่งอื่น ๆ จักรวาลอื่นๆ อาจเป็นสสารที่มืดกว่าในแง่ที่ว่าพวกมันอยู่ห่างไกลจากเรามากจนไม่ส่งผลกระทบต่อแรงโน้มถ่วงของเราเลยแม้แต่ครั้งเดียวในชีวิตของจักรวาล แต่นี่ก็หมายความว่าเราไม่สามารถศึกษาพวกมันผ่านการสังเกตได้ ฉันชอบศึกษา "ลิขสิทธิ์" ที่อยู่ตรงนี้และเดี๋ยวนี้มากกว่า

อะไรคือความเชื่อมโยงระหว่างสสารมืดกับไดโนเสาร์ที่คุณเขียนไว้ในหนังสือของคุณ?

ฉันและเพื่อนร่วมงานเชื่อว่าสสารมืดอาจเป็นสาเหตุของการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ในท้ายที่สุด (และทางอ้อม) เรารู้ว่าเมื่อ 66 ล้านปีก่อน วัตถุที่มีความกว้างอย่างน้อย 10 กิโลเมตรตกลงสู่โลกจากอวกาศ และกวาดล้างไดโนเสาร์ที่อาศัยอยู่บนบก รวมถึงสามในสี่ของสายพันธุ์อื่นๆ บนโลก วัตถุนี้อาจเป็นดาวหางจากแถบออร์ต ซึ่งเป็นบริเวณสมมุติของดาวหางและวัตถุอื่นๆ ที่อยู่นอกวงโคจรของดาวเนปจูน แต่เหตุใดดาวหางดวงนี้จึงถูกกระแทกออกจากวงโคจรที่มั่นคงในแถบออร์ต ไม่มีใครรู้จริงๆ

เราเดาได้ว่าในขณะที่ระบบสุริยะเคลื่อนผ่านระนาบกึ่งกลางของกาแลคซีทางช้างเผือก มันก็ชนกับจานสสารมืดที่ทำให้วัตถุที่อยู่ห่างไกลนี้หลุดออกไป ส่งผลให้เกิดการชนกันอย่างหายนะ ในย่านดาราจักรของเรา สสารมืดจำนวนมากล้อมรอบเราด้วยรัศมีทรงกลมที่เรียบและกระจายอย่างเหลือเชื่อ

ภาพประกอบแสดงการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ผ่านระนาบกาแล็กซี

ประเภทของสสารมืดที่ก่อให้เกิดการตายของไดโนเสาร์มีการกระจายตัวแตกต่างอย่างมากจากสสารมืดส่วนใหญ่ในจักรวาล สสารมืดชนิดพิเศษนี้น่าจะทำให้รัศมีไม่เสียหาย แต่ปฏิสัมพันธ์ที่แตกต่างกันของมันทำให้มันควบแน่นเป็นจานตรงใจกลางระนาบทางช้างเผือก บริเวณที่บางนี้มีความหนาแน่นมากจนเมื่อระบบสุริยะเคลื่อนผ่านและดวงอาทิตย์แกว่งขึ้นลงขณะเคลื่อนที่ผ่านดาราจักรของเรา อิทธิพลโน้มถ่วงของดิสก์นี้มีความรุนแรงอย่างไม่น่าเชื่อ

แรงดึงโน้มถ่วงของมันมีพลังมากพอที่จะขับไล่ดาวหางที่ขอบด้านนอกของระบบสุริยะออกไป ซึ่งแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ที่อยู่ตรงข้ามนั้นอ่อนเกินไปที่จะกลับดาวหางเหล่านั้นกลับไปยังที่เดิม ดาวหางที่หลบหนีออกไปนั้นถูกโยนออกจากระบบสุริยะหรือเปลี่ยนเส้นทางเข้าสู่ด้านในทันที ระบบสุริยะซึ่งโลกอาจโจมตีได้

หากสสารมืดสามารถอธิบายการตายของไดโนเสาร์ได้ มันสามารถอธิบายได้ด้วยว่าชีวิตบนโลกเริ่มต้นอย่างไร

วัสดุที่ตกลงสู่พื้นโลก เช่น ดาวหางและดาวเคราะห์น้อย เกือบจะมีบทบาทในการกำหนดองค์ประกอบของโลกอย่างแน่นอน และยังสามารถมีบทบาทในการปล่อยกุญแจด้วย กระบวนการชีวิต. ทฤษฎีเหล่านี้ส่วนใหญ่ยังคงเป็นทฤษฎี แต่เข้ากันได้ดีกับภาพของโลกและคุ้มค่ากับความพยายามที่ใช้ไปกับทฤษฎีเหล่านี้

และหากสสารมืดสามารถส่งดาวหางหรือดาวเคราะห์น้อยที่เป็นอันตรายเข้ามาหาเราได้ เราควรกังวลไหม?

แน่นอนว่าบางครั้งดาวเคราะห์น้อยก็เข้ามาใกล้มาก การชนจะเกิดขึ้นอย่างไม่ต้องสงสัย แต่ความถี่และขนาดที่คาดหวังยังคงเป็นประเด็นถกเถียง ไม่ว่าบางสิ่งจะโจมตีเรา มันจะสร้างความเสียหายต่อเราเมื่อเวลาผ่านไปหรือไม่ และเราควรกังวลเกี่ยวกับสิ่งนั้นหรือไม่ ยังคงเป็นคำถามที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข โดยส่วนตัวแล้วฉันไม่ถือว่าสิ่งนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อมนุษยชาติ

เราควรกังวลไหม? ขึ้นอยู่กับขนาด ต้นทุน ระดับความกังวลของเรา การตัดสินใจที่สังคมทำ และเราสามารถรับมือกับภัยคุกคามได้หรือไม่ ภัยคุกคามดังกล่าวมักไม่ก่อให้เกิดความปั่นป่วน แม้ว่าอาจสร้างความเสียหายได้ก็ตาม และถึงแม้ว่าพวกเขาสามารถโจมตีและทำลายศูนย์กลางประชากรหลักได้จริง แต่โอกาสที่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นในอนาคตอันใกล้ก็มีน้อยมาก

มุมมองของคุณเกี่ยวกับอวกาศในฐานะนักฟิสิกส์แตกต่างจากมุมมองของผู้คนที่อยู่ห่างไกลจากวิทยาศาสตร์ คน​เหล่า​นี้​สรุป​อย่าง​ผิด ๆ อะไร​เกี่ยว​กับ​เอกภพ?

มีมากมาย แต่ขอเน้นไปที่สสารมืดก่อน เนื่องจากพวกเขาไม่เคยเห็นมันมาก่อน (หรือรู้สึกถึงความร้อนหรือกลิ่นของมัน) หลายๆ คนที่ฉันพูดคุยด้วยจึงประหลาดใจที่ได้เรียนรู้เกี่ยวกับการมีอยู่ของสสารมืดและพบว่ามันค่อนข้างลึกลับ - หรือแม้กระทั่งสงสัยว่ามีบางอย่างอยู่ด้วยหรือไม่ ข้อผิดพลาด ผู้คนถามว่าเป็นไปได้อย่างไรที่กล้องโทรทรรศน์สมัยใหม่ไม่สามารถตรวจพบสสารส่วนใหญ่—ห้าเท่าของปริมาณสสารปกติได้

โดยส่วนตัวแล้วฉันคาดหวังสิ่งที่ตรงกันข้าม (แม้ว่าจะไม่ใช่ทุกคนที่คิดอย่างนั้นก็ตาม) มันจะเป็นปริศนาที่ยิ่งใหญ่กว่ามากสำหรับฉันถ้าเรื่องทั้งหมดที่เราเห็นด้วยตาเป็นเพียงเรื่องเดียวเท่านั้นที่มีอยู่ ทำไมเราถึงมีประสาทสัมผัสที่สมบูรณ์แบบที่สัมผัสได้เกือบทุกอย่าง? บทเรียนสำคัญที่นักฟิสิกส์ได้เรียนรู้มานานหลายศตวรรษก็คือสิ่งที่เราซ่อนไว้จากมุมมองของเรา จากมุมมองนี้ คำถามควรจะแตกต่างออกไป: ทำไมทุกสิ่งที่เรารู้มาบรรจบกับความหนาแน่นของพลังงานที่เธอมี?

คุณรู้สึกถึงความยิ่งใหญ่บางอย่างในจักรวาลหรือไม่? หรือความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของคุณทำให้ทุกอย่างเข้าที่?

เมื่อฉันเริ่มมุ่งเน้นไปที่แนวคิดเบื้องหลังหนังสือของฉัน ฉันรู้สึกประหลาดใจและไม่เพียงแต่ทึ่งกับความรู้ในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับ สิ่งแวดล้อม- ในท้องถิ่น สุริยจักรวาล กาแล็กซี และสากล - แต่โดยทั่วไปแล้วเราหวังว่าจะเข้าใจทุกสิ่งบนเกาะเล็กๆ ของเราบนโลกนี้มากเพียงใด ฉันยังรู้สึกประทับใจกับความเชื่อมโยงมากมายระหว่างปรากฏการณ์ที่ทำให้เราดำรงอยู่ได้

เพียงเพื่อให้คุณเข้าใจมุมมองของฉันไม่ได้ศาสนา ฉันไม่เห็นความจำเป็นในการให้วัตถุประสงค์หรือความหมายทุกอย่าง แต่ฉันกลับรู้สึกอย่างช่วยไม่ได้ถึงอารมณ์ที่เรามักเรียกว่าเป็นศาสนา ขณะที่ฉันพยายามเข้าใจความกว้างใหญ่ของจักรวาล อดีตของเรา และวิธีที่ทุกอย่างเข้ากัน คุณเริ่มมองชีวิตประจำวันที่โง่เขลาแตกต่างออกไป งานวิจัยใหม่นี้ทำให้ฉันมีมุมมองที่แตกต่างออกไปเกี่ยวกับโลกและชิ้นส่วนต่างๆ ของจักรวาลที่สร้างโลกและเราด้วย

เราเป็นใคร และเรามาโลกนี้ที่ไหน? คำถามนี้สร้างปัญหาให้กับมนุษยชาติมาแต่โบราณกาล มีหลายทฤษฎี ตั้งแต่เชิงทฤษฎีไปจนถึงเชิงฟิสิกส์ มีวัตถุประสงค์เพื่อตอบคำถาม แต่ทั้งหมดยังเป็นเพียงสมมติฐานเท่านั้น ไม่ได้รับการสนับสนุนจากหลักฐาน

Lisa Randall และ "สสารมืด"

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เชื่อว่าแหล่งกำเนิด ส่วนประกอบทางเคมีร่างกายของเรากลายเป็นไฟดาวนิวเคลียร์ นักชีววิทยาเชิงวิวัฒนาการมองหาความคล้ายคลึงกันระหว่าง DNA ของมนุษย์กับไพรเมต โดยมองหาหลักฐานที่แสดงว่ามนุษย์วิวัฒนาการมาจากลิง

แต่ Lisa Randall นักฟิสิกส์ทฤษฎีแห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด มีความคิดเห็นที่แตกต่างออกไป ซึ่งเธอได้สรุปไว้ในหนังสือเล่มล่าสุดของเธอ Dark Matter and Dinosaurs

สาขาวิชาวิจัยของเธออยู่ในสาขาฟิสิกส์อนุภาคเชิงทฤษฎีและจักรวาลวิทยา

ในหนังสือเล่มล่าสุดของเธอ เธอแย้งว่าการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์นั้นเกิดขึ้น เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการปรากฏตัวของมนุษย์บนโลกและมีความเกี่ยวข้องกับ "สสารมืด" อันลึกลับซึ่งมองไม่เห็นซึ่งตามที่นักดาราศาสตร์ระบุว่าคิดเป็น 85% ของปริมาตรทั้งหมดในจักรวาลของเรา

จุดจบของสายพันธุ์หนึ่ง - จุดเริ่มต้นของอีกบทหนึ่ง

ทฤษฎีบรรพชีวินวิทยากล่าวว่าประมาณ 66 ล้านปีก่อน เทห์ฟากฟ้าขนาดยักษ์ระยะทาง 9 กิโลเมตร (อาจเป็นดาวหาง) พุ่งชนโลกของเรา อันเป็นผลมาจากภัยพิบัตินี้ในระดับจักรวาล 75% ของ สายพันธุ์ทางชีวภาพรวมถึงไดโนเสาร์ส่วนใหญ่ด้วย

ในบรรดาผู้รอดชีวิตนั้นมีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมตัวเล็ก ในอีก 66 ล้านปีข้างหน้า พวกเขาค่อยๆ เพิ่มความสูง เรียนรู้ที่จะเดินด้วยสองขา และพัฒนาสมองซึ่งในที่สุดพวกเขาก็สามารถใช้เพื่อแก้ปัญหาที่ซับซ้อนได้

ดังนั้น เนื่องจากความจริงที่ว่าหินอวกาศขนาดยักษ์ชนกับโลกของเรา ไพรเมตจึงมีโอกาสที่จะอยู่รอด พัฒนา และเจริญเติบโตได้ เหตุการณ์นี้ถือได้ว่าเป็นโชคธรรมดาหรือโชคลาภที่หายาก แรนดัลล์เห็นด้วยกับทั้งสองทางเลือก

ในหนังสือของเธอ นักฟิสิกส์หญิงบรรยายถึงสสารสีดำคล้ายแพนเค้กในกาแล็กซีที่ก่อให้เกิดเผ่าพันธุ์มนุษย์ของเรา

ไม่เคยมีใครสามารถตรวจจับสสารมืดได้ อย่างไรก็ตาม มีหลักฐานมากมายที่แสดงถึงอิทธิพลโน้มถ่วงมหาศาลของมันในจักรวาลของเรา ชุมชนวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เห็นพ้องกันว่าสสารมืดเป็นรูปแบบหนึ่งของสสารลึกลับที่เราไม่สามารถมองเห็นหรือสัมผัสได้ แต่กลับแทรกซึมไปทั่วทั้งจักรวาล มันมีแนวโน้มที่จะกระจุกตัวอยู่รอบๆ กาแล็กซี เหมือนฟองอากาศขนาดยักษ์ แต่แรนดัลล์คิดว่าสสารนี้อาจมีอยู่ในกาแล็กซีของเราในลักษณะเป็น "ดิสก์มืด" ที่มีพื้นหลังเป็นดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ และเมฆก๊าซ

ระวังดิสก์สีเข้ม

หากมีสสารมืดอยู่ในรูปของดิสก์สมมุติ มันจะไปโดยไม่บอกว่ามันมีมวลขนาดมหึมาและมีอิทธิพลโน้มถ่วงอันทรงพลังต่อวัตถุที่อยู่รอบ ๆ มัน รวมถึงระบบสุริยะของเราด้วย แต่กาแล็กซีของเรากำลังเคลื่อนที่ และระยะทางถึงมันกำลังเปลี่ยนไป ทุกๆ 32 ล้านปี ระบบสุริยะจะเคลื่อนผ่านระนาบของทางช้างเผือก และหากมีดิสก์มืด ก็จะเคลื่อนผ่านระนาบของมันด้วย

มีเหตุผลที่เชื่อได้ว่าการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่บนโลกเกิดขึ้นเมื่อประมาณจำนวนปีที่แล้ว (25-35 ล้าน)

มันเป็นความคล้ายคลึงกันระหว่างช่วงเวลานับตั้งแต่การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่และช่วงเวลาของความผันผวนของระบบสุริยะของเราในกาแล็กซีที่ทำให้แรนดัลล์และแมทธิว รีส เพื่อนร่วมงานของเธอในมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดคิดถึงความเชื่อมโยงระหว่างเหตุการณ์เหล่านี้

แรนดัลล์แนะนำว่าเมื่อระบบดาวเคราะห์ของเราเข้าใกล้ดิสก์มืด จะมีอันตรกิริยาโน้มถ่วงกับสิ่งที่เรียกว่าเมฆออร์ต อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 1,000 ถึง 100,000 หน่วยดาราศาสตร์ (90,000 ถึง 9 ล้านล้านไมล์) และเชื่อกันว่ามีวัตถุน้ำแข็งหลายพันล้านชิ้นที่มีความหนาอย่างน้อย 12 ไมล์ หากวัตถุดังกล่าวกระทบพื้นโลก ย่อมหมายถึงการสิ้นสุดของชีวิต และแรนดัลล์คิดว่านั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นกับไดโนเสาร์เมื่อ 66 ล้านปีก่อน

การพิสูจน์

ยังไม่มีเลย. แรนดัลล์พยายามยืนยันทฤษฎีของเธอโดยการสังเกตความเร็วและทิศทางของดวงดาวในกาแล็กซีของเรา ถ้าดวงดาวเบี่ยงเบนไปจากเส้นทางที่คำนวณได้ และไม่สามารถอธิบายได้ด้วยปริมาณของสสารที่มองเห็นได้ทั่วไปรอบๆ ดาวฤกษ์ ก็สามารถสันนิษฐานได้ว่ามีดิสก์มืดอยู่

นี่เป็นงานที่ยากมาก ทางช้างเผือกมีดาวประมาณ 1 แสนล้านดวง และสสารมืดนั้นตรวจพบได้ยาก

ลิซ่า แรนดอลล์ นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดเชื่อว่าสสารมืดสามารถอธิบายได้มากมายเกี่ยวกับจักรวาลของเรา รวมถึงการตายของไดโนเสาร์ด้วย

เธอสรุปเวอร์ชันของเธอใน Huffington Post

สสารมืดคืออะไร?

มันเป็นรูปแบบหนึ่งของสสารที่เข้าใจยากซึ่งมีปฏิกิริยาผ่านแรงโน้มถ่วงเช่นเดียวกับสสารปกติ แต่ไม่ปล่อยหรือดูดซับแสง สสารมืดดูเหมือนจะมีอยู่ทุกที่ในจักรวาล แต่เราไม่ได้รับรู้มันโดยตรง: ผ่านอิทธิพลโน้มถ่วงของมันเท่านั้น เนื่องจากมันมีปฏิสัมพันธ์กับสสารธรรมดาที่เราคุ้นเคยน้อยมาก

สสารมืดประกอบด้วยอะตอมหรือไม่?

เลขที่ มันไม่ได้ประกอบด้วยอะตอมหรือแม้แต่อนุภาคมูลฐานที่คุ้นเคย เช่น โปรตอนและอิเล็กตรอน ซึ่งมีประจุและมีปฏิกิริยากับแสง อย่างไรก็ตาม อาจเป็นไปได้ว่าสสารมืดประกอบด้วยอนุภาคที่มีมวลเทียบได้กับอนุภาคที่เรารู้จัก หากสิ่งนี้เป็นจริง และหากอนุภาคเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เราคาดเดาได้ อนุภาคสสารมืดนับพันล้านจะเคลื่อนผ่านเราแต่ละคนทุก ๆ วินาที แต่ไม่มีใครสังเกตเห็นสิ่งนี้

ถ้ามันมองไม่เห็นทำไมเราถึงเรียกว่า "มืด"?

บางทีสสารมืดอาจจะเรียกว่า "สสารโปร่งใส" ได้ดีกว่า โดยปกติแล้ว เราเรียกว่า "ความมืด" ซึ่งดูดซับแสงได้ เช่น เสื้อเชิ้ตหรือแจ็กเก็ตสีดำ แต่ในกรณีของสสารมืด แสงก็ส่องผ่านเข้าไปได้

เราจะรู้ได้อย่างไรว่ามีสสารมืดอยู่?

เรารู้ว่ามันอยู่ที่นั่นเพราะเราเห็นผลกระทบที่มีต่อดวงดาวและกาแล็กซี ด้วยกล้องโทรทรรศน์และเครื่องมืออื่นๆ เราจะเห็นว่าสิ่งอื่นนอกเหนือจากแรงโน้มถ่วงของดวงดาวและกาแล็กซีที่เราสังเกตเห็นนั้นมีอิทธิพลต่อการเคลื่อนที่ของดวงดาวและกาแล็กซีเหล่านั้น

สสารมืดส่งผลต่อการขยายตัวของเอกภพ เส้นทางที่รังสีแสงใช้มายังเราจากวัตถุที่อยู่ห่างไกล และปรากฏการณ์อื่น ๆ อีกมากมายที่วัดผลได้ซึ่งทำให้เราเชื่อว่ามีสสารมืดอยู่ เรารู้เกี่ยวกับสสารมืดและการดำรงอยู่โดยสัมบูรณ์ของมันโดยการวัดผลกระทบของแรงโน้มถ่วง

สมมติฐานเรื่องสสารมืดถูกเสนอครั้งแรกเมื่อหลายสิบปีก่อน บอกเราเกี่ยวกับเรื่องนี้

สมมติฐานเรื่องสสารมืดถูกเสนอครั้งแรกในปี พ.ศ. 2476 โดย Fritz Zwicky นักดาราศาสตร์ชาวสวิสแห่งสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย เขาเกิดแนวคิดนี้ขึ้นมาหลังจากสังเกตความเร็วของดวงดาวในกลุ่มกาแลคซีขนาดยักษ์ที่มีแรงโน้มถ่วงดึงดูดเรียกว่ากระจุกดาวโคมา แรงโน้มถ่วงจำนวนหนึ่งเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันไม่ให้ดาวฤกษ์ที่เคลื่อนที่เร็วในกระจุกดาวบินหนีไป และจากการคำนวณความเร็วของดวงดาว Zwicky คำนวณว่าปริมาณมวลที่กระจุกดาวต้องมีแรงโน้มถ่วงที่จำเป็นนั้นมากกว่าการมีส่วนร่วมของมวลส่องสว่างที่วัดได้ 400 เท่า นั่นคือสสารที่เปล่งแสง เพื่ออธิบายถึงเรื่องพิเศษทั้งหมดนี้ Zwicky ได้เสนอการมีอยู่ของสิ่งที่เขาเรียกว่า dunkle materie ซึ่งแปลว่า "สสารมืด" ในภาษาเยอรมัน

แม้จะมีการสำรวจตั้งแต่เนิ่นๆ แต่สสารมืดก็ถูกมองข้ามมาเป็นเวลานาน (และการประมาณการณ์สสารที่หายไปของเขานั้นใหญ่เกินไป) แต่แนวคิดนี้ฟื้นขึ้นมาอีกครั้งในทศวรรษปี 1970 เมื่อนักดาราศาสตร์สังเกตการเคลื่อนที่ของกาแลคซีบริวาร ซึ่งเป็นกาแลคซีขนาดเล็กในบริเวณใกล้เคียงกับกาแลคซีขนาดใหญ่ ซึ่งสามารถอธิบายได้เมื่อมีสสารที่มองไม่เห็นเพิ่มเติมเท่านั้น ข้อสังเกตเหล่านี้และข้อสังเกตอื่นๆ ได้นำสสารมืดมาสู่ขอบเขตของการวิจัยอย่างจริงจัง

แต่สถานะของมันได้รับการปรับปรุงอย่างมากในช่วงทศวรรษ 1970 โดยผลงานของ Vera Rubin นักดาราศาสตร์ที่สถาบันคาร์เนกีในวอชิงตัน รูบินและเพื่อนร่วมงานของเธอ เคนท์ ฟอร์ด พบว่าอัตราการหมุนของดาวฤกษ์ส่วนใหญ่เท่ากันที่ระยะห่างจากใจกลางกาแลคซี นั่นคือดวงดาวหมุนรอบด้วยความเร็วคงที่แม้จะอยู่ไกลจากบริเวณที่มีสสารส่องสว่างก็ตาม คำอธิบายเดียวที่เป็นไปได้คือมีสสารที่ไม่สามารถติดตามได้ที่ช่วยยึดดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไปซึ่งเคลื่อนที่เร็วกว่าที่คาดไว้

การค้นพบที่น่าทึ่งของนักวิจัยเหล่านี้คือสสารธรรมดามีเพียงหนึ่งในหกของมวลที่จำเป็นในการคงดาวฤกษ์ไว้ในวงโคจร การสังเกตการณ์ของพวกเขาถือเป็นหลักฐานที่น่าสนใจที่สุดเกี่ยวกับสสารมืดจนถึงปัจจุบัน

สถานะของความรู้เกี่ยวกับสสารมืดในปัจจุบันเป็นอย่างไร?

นักวิทยาศาสตร์มีความก้าวหน้าอย่างมากในการทำความเข้าใจสสารมืด แต่คำถามสำคัญยังคงอยู่ สำหรับนักวิจัยเช่นฉัน นี่เป็นสถานการณ์ที่เหมาะสมที่สุด บางทีอาจกล่าวได้ว่านักฟิสิกส์ที่ศึกษาเรื่อง "ความมืด" กำลังมีส่วนร่วมในการปฏิวัติโคเปอร์นิกันในรูปแบบที่เป็นนามธรรมมากขึ้น โลกไม่เพียงแต่ไม่ได้เป็นศูนย์กลางทางกายภาพของจักรวาลเท่านั้น แต่สภาพทางกายภาพของเรายังห่างไกลจากศูนย์กลางไปยังสสารส่วนใหญ่อีกด้วย

การระบุองค์ประกอบพื้นฐานที่สุดของสสารธรรมดานั้นเป็นเรื่องยาก แต่การวิจัยเกี่ยวกับมันนั้นตรงไปตรงมามากกว่าการวิจัยเกี่ยวกับสสารมืดที่อยู่รอบตัวเรามาก แม้ว่าปฏิสัมพันธ์ของมันจะมีจุดอ่อน แต่ในอีก 10 ปีข้างหน้านักวิทยาศาสตร์ก็มีโอกาสที่แท้จริงในการระบุและระบุธรรมชาติของสสารมืด และเมื่อสสารมืดสะสมอยู่ในกาแลคซีและโครงสร้างอื่นๆ การสังเกตการณ์กาแลคซีและจักรวาลที่กำลังจะเกิดขึ้นจะช่วยให้นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์สามารถศึกษามันในรูปแบบใหม่ได้

การค้นพบใหม่เกี่ยวกับสสารมืดบอกอะไรเราได้บ้างเกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาล

ไม่มีใครรู้ว่าจักรวาลเริ่มต้นอย่างไร และการทำความเข้าใจสสารมืดก็ไม่ได้ทำให้เรามีแนวคิดใหม่ๆ เสมอไป แต่การมีอยู่ของสสารมืดช่วยให้เราเข้าใจว่าจักรวาลวิวัฒนาการมาอย่างไร และโครงสร้างเช่นกาแลคซีก่อตัวอย่างไร หากสสารมืดมีคุณสมบัติพิเศษ ก็อาจจะสะท้อนออกมาในขนาดและการกระจายของกาแลคซีได้

แล้วการมีอยู่ของจักรวาลหลายแห่ง - สิ่งที่เรียกว่าลิขสิทธิ์ล่ะ?

สสารมืดและจักรวาลหลายแห่งไม่เกี่ยวข้องกันจริงๆ เรารู้เกี่ยวกับสสารมืดจากผลกระทบต่อการขยายตัวของจักรวาลควบคู่ไปกับสิ่งอื่น ๆ จักรวาลอื่นๆ อาจเป็นสสารที่มืดกว่าในแง่ที่ว่าพวกมันอยู่ห่างไกลจากเรามากจนไม่ส่งผลกระทบต่อแรงโน้มถ่วงของเราเลยแม้แต่ครั้งเดียวในชีวิตของจักรวาล แต่นี่ก็หมายความว่าเราไม่สามารถศึกษาพวกมันผ่านการสังเกตได้ ฉันชอบศึกษา "ลิขสิทธิ์" ที่อยู่ตรงนี้และเดี๋ยวนี้มากกว่า

อะไรคือความเชื่อมโยงระหว่างสสารมืดกับไดโนเสาร์ที่คุณเขียนไว้ในหนังสือของคุณ?

ฉันและเพื่อนร่วมงานเชื่อว่าสสารมืดอาจเป็นสาเหตุของการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ในท้ายที่สุด (และทางอ้อม) เรารู้ว่าเมื่อ 66 ล้านปีก่อน วัตถุที่มีความกว้างอย่างน้อย 10 กิโลเมตรตกลงสู่โลกจากอวกาศ และกวาดล้างไดโนเสาร์ที่อาศัยอยู่บนบก รวมถึงสามในสี่ของสายพันธุ์อื่นๆ บนโลก วัตถุนี้อาจเป็นดาวหางจากแถบออร์ต ซึ่งเป็นบริเวณสมมุติของดาวหางและวัตถุอื่นๆ ที่อยู่นอกวงโคจรของดาวเนปจูน แต่เหตุใดดาวหางดวงนี้จึงถูกกระแทกออกจากวงโคจรที่มั่นคงในแถบออร์ต ไม่มีใครรู้จริงๆ

เราเดาได้ว่าในขณะที่ระบบสุริยะเคลื่อนผ่านระนาบกึ่งกลางของกาแลคซีทางช้างเผือก มันก็ชนกับจานสสารมืดที่ทำให้วัตถุที่อยู่ห่างไกลนี้หลุดออกไป ส่งผลให้เกิดการชนกันอย่างหายนะ ในย่านดาราจักรของเรา สสารมืดจำนวนมากล้อมรอบเราด้วยรัศมีทรงกลมที่เรียบและกระจายอย่างเหลือเชื่อ

ประเภทของสสารมืดที่ก่อให้เกิดการตายของไดโนเสาร์มีการกระจายตัวแตกต่างอย่างมากจากสสารมืดส่วนใหญ่ในจักรวาล สสารมืดชนิดพิเศษนี้น่าจะทำให้รัศมีไม่เสียหาย แต่ปฏิสัมพันธ์ที่แตกต่างกันของมันทำให้มันควบแน่นเป็นจานตรงใจกลางระนาบทางช้างเผือก บริเวณที่บางนี้มีความหนาแน่นมากจนเมื่อระบบสุริยะเคลื่อนผ่านและดวงอาทิตย์แกว่งขึ้นลงขณะเคลื่อนที่ผ่านดาราจักรของเรา อิทธิพลโน้มถ่วงของดิสก์นี้มีความรุนแรงอย่างไม่น่าเชื่อ

แรงดึงโน้มถ่วงของมันมีพลังมากพอที่จะขับไล่ดาวหางที่ขอบด้านนอกของระบบสุริยะออกไป ซึ่งแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ที่อยู่ตรงข้ามนั้นอ่อนเกินไปที่จะกลับดาวหางเหล่านั้นกลับไปยังที่เดิม ดาวหางที่หลบหนีออกไปนั้นถูกดีดออกจากระบบสุริยะหรือเปลี่ยนเส้นทางไปยังระบบสุริยะชั้นในในทันที ซึ่งพวกมันอาจพุ่งชนโลกได้

หากสสารมืดสามารถอธิบายการตายของไดโนเสาร์ได้ มันสามารถอธิบายได้ด้วยว่าชีวิตบนโลกเริ่มต้นอย่างไร

วัสดุที่ตกลงสู่พื้นโลก เช่น ดาวหางและดาวเคราะห์น้อย เกือบจะมีบทบาทในการกำหนดองค์ประกอบของโลกอย่างแน่นอน และยังสามารถมีบทบาทในการกระตุ้นกระบวนการสำคัญๆ ของชีวิตอีกด้วย ทฤษฎีเหล่านี้ส่วนใหญ่ยังคงเป็นทฤษฎี แต่เข้ากันได้ดีกับภาพของโลกและคุ้มค่ากับความพยายามที่ใช้ไปกับทฤษฎีเหล่านี้

และหากสสารมืดสามารถส่งดาวหางหรือดาวเคราะห์น้อยที่เป็นอันตรายเข้ามาหาเราได้ เราควรกังวลไหม?

แน่นอนว่าบางครั้งดาวเคราะห์น้อยก็เข้ามาใกล้มาก การชนจะเกิดขึ้นอย่างไม่ต้องสงสัย แต่ความถี่และขนาดที่คาดหวังยังคงเป็นประเด็นถกเถียง ไม่ว่าบางสิ่งจะโจมตีเรา มันจะสร้างความเสียหายต่อเราเมื่อเวลาผ่านไปหรือไม่ และเราควรกังวลเกี่ยวกับสิ่งนั้นหรือไม่ ยังคงเป็นคำถามที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข โดยส่วนตัวแล้วฉันไม่ถือว่าสิ่งนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อมนุษยชาติ

เราควรกังวลไหม? ขึ้นอยู่กับขนาด ต้นทุน ระดับความกังวลของเรา การตัดสินใจที่สังคมทำ และเราสามารถรับมือกับภัยคุกคามได้หรือไม่ ภัยคุกคามดังกล่าวมักไม่ก่อให้เกิดความปั่นป่วน แม้ว่าอาจสร้างความเสียหายได้ก็ตาม และถึงแม้ว่าพวกเขาสามารถโจมตีและทำลายศูนย์กลางประชากรหลักได้จริง แต่โอกาสที่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นในอนาคตอันใกล้ก็มีน้อยมาก

มุมมองของคุณเกี่ยวกับอวกาศในฐานะนักฟิสิกส์แตกต่างจากมุมมองของผู้คนที่อยู่ห่างไกลจากวิทยาศาสตร์ คน​เหล่า​นี้​สรุป​อย่าง​ผิด ๆ อะไร​เกี่ยว​กับ​เอกภพ?

มีมากมาย แต่ขอเน้นไปที่สสารมืดก่อน เนื่องจากพวกเขาไม่เคยเห็นมันมาก่อน (หรือรู้สึกถึงความร้อนหรือกลิ่นของมัน) หลายๆ คนที่ฉันพูดคุยด้วยจึงประหลาดใจที่ได้เรียนรู้เกี่ยวกับการมีอยู่ของสสารมืดและพบว่ามันค่อนข้างลึกลับ - หรือแม้กระทั่งสงสัยว่ามีบางอย่างอยู่ด้วยหรือไม่ ข้อผิดพลาด ผู้คนถามว่าเป็นไปได้อย่างไรที่กล้องโทรทรรศน์สมัยใหม่ไม่สามารถตรวจพบสสารส่วนใหญ่—ห้าเท่าของปริมาณสสารปกติได้

โดยส่วนตัวแล้วฉันคาดหวังสิ่งที่ตรงกันข้าม (แม้ว่าจะไม่ใช่ทุกคนที่คิดอย่างนั้นก็ตาม) มันจะเป็นปริศนาที่ยิ่งใหญ่กว่ามากสำหรับฉันถ้าเรื่องทั้งหมดที่เราเห็นด้วยตาเป็นเพียงเรื่องเดียวเท่านั้นที่มีอยู่ ทำไมเราถึงมีประสาทสัมผัสที่สมบูรณ์แบบที่สัมผัสได้เกือบทุกอย่าง? บทเรียนสำคัญที่นักฟิสิกส์ได้เรียนรู้มานานหลายศตวรรษก็คือสิ่งที่เราซ่อนไว้จากมุมมองของเรา จากมุมมองนี้ คำถามควรจะแตกต่างออกไป: ทำไมทุกสิ่งที่เรารู้มาบรรจบกับความหนาแน่นของพลังงานที่เธอมี?

คุณรู้สึกถึงความยิ่งใหญ่บางอย่างในจักรวาลหรือไม่? หรือความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของคุณทำให้ทุกอย่างเข้าที่?

เมื่อฉันเริ่มมุ่งเน้นไปที่แนวคิดเบื้องหลังหนังสือของฉัน ฉันรู้สึกประหลาดใจและหลงใหลไม่เพียงแต่กับความรู้ในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม ทั้งในท้องถิ่น แสงอาทิตย์ กาแล็กซี และจักรวาลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสิ่งที่เราหวังว่าจะเข้าใจทุกสิ่งบนเกาะเล็กๆ ของเราด้วย ที่นี่บนโลก ฉันยังรู้สึกประทับใจกับความเชื่อมโยงมากมายระหว่างปรากฏการณ์ที่ทำให้เราดำรงอยู่ได้

เพียงเพื่อให้คุณเข้าใจมุมมองของฉันไม่ได้ศาสนา ฉันไม่เห็นความจำเป็นในการให้วัตถุประสงค์หรือความหมายทุกอย่าง แต่ฉันกลับรู้สึกอย่างช่วยไม่ได้ถึงอารมณ์ที่เรามักเรียกว่าเป็นศาสนา ขณะที่ฉันพยายามเข้าใจความกว้างใหญ่ของจักรวาล อดีตของเรา และวิธีที่ทุกอย่างเข้ากัน คุณเริ่มมองชีวิตประจำวันที่โง่เขลาแตกต่างออกไป งานวิจัยใหม่นี้ทำให้ฉันมีมุมมองที่แตกต่างออกไปเกี่ยวกับโลกและชิ้นส่วนต่างๆ ของจักรวาลที่สร้างโลกและเราด้วย

มากกว่า