‘Cặp song sinh năng lượng mặt trời’ tiết lộ tính nhất quán của

[ad_1]

Cài Win online

Đôi khi chúng ta phải nhìn lên bầu trời để hiểu hành tinh của chúng ta. Vào thế kỷ 17, hiểu biết sâu sắc của Johannes Kepler rằng các hành tinh chuyển động theo quỹ đạo hình elip quanh mặt trời đã dẫn đến sự hiểu biết sâu sắc hơn về lực hấp dẫn, lực quyết định thủy triều của Trái đất. Vào thế kỷ 19, các nhà khoa học đã nghiên cứu màu sắc của ánh sáng mặt trời, những đặc tính đặc biệt của nó giúp tiết lộ cấu trúc lượng tử của các nguyên tử tạo nên ngôi sao—và mọi vật chất xung quanh chúng ta. Vào năm 2017, việc phát hiện sóng hấp dẫn cho thấy phần lớn vàng, bạch kim và các nguyên tố nặng khác trên hành tinh của chúng ta được tạo ra từ sự va chạm của các sao neutron.

Michael Murphy nghiên cứu các ngôi sao theo truyền thống này. Một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Công nghệ Swinburne ở Úc, Murphy phân tích màu sắc của ánh sáng phát ra từ các ngôi sao tương tự như mặt trời về nhiệt độ, kích thước và thành phần nguyên tố—”cặp song sinh mặt trời” như chúng được gọi. Anh ấy muốn biết những đặc tính của chúng tiết lộ điều gì về bản chất của lực điện từ, lực hút các proton và electron để tạo thành nguyên tử—lực này sau đó liên kết thành các phân tử để tạo thành hầu hết mọi thứ khác.

Đặc biệt, anh ấy muốn biết liệu lực này có hành xử nhất quán trong toàn bộ vũ trụ hay ít nhất là giữa các ngôi sao này. Trong một bài báo gần đây trong Khoa học, Murphy và nhóm của ông đã sử dụng ánh sáng sao để đo cái được gọi là hằng số cấu trúc tinh tế, một con số xác định cường độ của lực điện từ. Murphy cho biết: “Bằng cách so sánh các ngôi sao với nhau, chúng ta có thể biết liệu vật lý cơ bản của chúng có khác nhau hay không. Nếu đúng như vậy, điều đó gợi ý rằng có điều gì đó không ổn trong cách chúng ta hiểu về vũ trụ học.

Lý thuyết vật lý tiêu chuẩn, được gọi là Mô hình Chuẩn, giả định rằng hằng số này phải giống nhau ở mọi nơi—giống như các hằng số như tốc độ ánh sáng trong chân không hoặc khối lượng của electron. Bằng cách đo hằng số cấu trúc tinh tế trong nhiều bối cảnh, Murphy đang thách thức giả định này. Nếu anh ta tìm thấy sự khác biệt, nó có thể giúp các nhà nghiên cứu sửa đổi Mô hình Chuẩn. Họ đã biết Mô hình Chuẩn là không hoàn chỉnh, vì nó không giải thích được sự tồn tại của vật chất tối.

Murphy nói, để hiểu hằng số này, hãy nghĩ về lực điện từ tương tự như lực hấp dẫn. Cường độ trường hấp dẫn của một vật thể phụ thuộc vào khối lượng của nó. Nhưng nó cũng phụ thuộc vào một số được gọi là g, hằng số hấp dẫn, không thay đổi bất kể vật thể là gì. Một định luật toán học tương tự xác định lực điện từ giữa hai vật tích điện. Cả hai hút hoặc đẩy nhau dựa trên điện tích và khoảng cách của chúng với nhau. Nhưng lực đó cũng phụ thuộc vào một con số—hằng số cấu trúc tinh tế—không đổi bất kể đối tượng là gì.

Tất cả các thí nghiệm cho đến nay đã chỉ ra rằng trong vũ trụ của chúng ta, hằng số đó bằng 0,0072973525693, với độ bất định nhỏ hơn một phần tỷ. Nhưng các nhà vật lý từ lâu đã coi con số này là một bí ẩn vì nó có vẻ hoàn toàn ngẫu nhiên. Không có phần nào khác của lý thuyết vật lý giải thích tại sao nó lại có giá trị này, và do đó, tại sao trường điện từ lại có cường độ như vậy. Bất chấp từ “hằng số” trong tên của nó, các nhà vật lý cũng không biết liệu hằng số cấu trúc tinh tế có cùng một giá trị ở mọi nơi trong vũ trụ trong mọi thời điểm hay không. Nhà vật lý Richard Feynman đã mô tả nó một cách nổi tiếng là “một con số kỳ diệu đến với chúng ta mà chúng ta không hiểu gì”. Murphy diễn đạt theo cách này: “Chúng tôi không thực sự hiểu những con số này đến từ đâu, mặc dù chúng nằm ở cuối sách giáo khoa.”

cài đặt phần mềm online
[ad_2]